【摘要】 Murat Gunes团队开发的高温霍尔测量系统支持650K交变磁场测量，解决热梯度与塞贝克效应干扰问题，适用于BiCuSeO等热电材料载流子浓度动态分析。

Murat Gunes团队开发了一套创新型高温霍尔效应测量系统，解决了传统方法在300K至650K高温环境下的技术瓶颈。该系统采用Halbach永磁体配置，支持直流/交流磁场与电流的灵活组合，通过步进和连续两种测量模式实现快速精准的数据采集。实验验证涵盖铂膜（室温）、锗（Ge）和BiCuSeO（高温）等材料，为高温材料电输运特性研究提供新方案。

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高温测量的核心挑战​

霍尔效应测量对载流子浓度、迁移率分析至关重要，但高温环境会引发多重干扰：

  • 材料热稳定性下降
  • 热梯度与塞贝克效应干扰电压信号
  • 磁场波动导致信噪比降低
    传统测量耗时长达数十秒，而本系统通过

图1. 参考方程，与样品、电流和磁场有关的角度和方向示意图。[1]

  • 创新性设计，将测量速度提升至毫秒级。

 

​技术突破与应用优势​

系统核心架构如图2所示，集成多功能模块：

图2. 霍尔效应测量系统框图。电流源对于直流模式的纳伏特计或交流模式的锁相放大器都是通用的。[1]

1.六种测量模式​

  • 直流磁场+直流电流（步进/扫描）
  • 交变磁场+交流电流（连续监测）
  • 特别适用于热处理过程的载流子动态追踪

2.误差控制技术​

  • 交流励磁抑制热电势干扰
  • 磁场方向优化降低几何误差
  • 热波动补偿算法提升低迁移率样品精度

3.扩展应用场景​

  • 磁电阻与平面霍尔效应测量
  • 兼容低温恒温器实现全温区覆盖
  • 金属/半导体材料通用型平台