液体状態のホール効果測定における非線形効果の及ぼす影響

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650012
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 荻田 正巳 静岡大学, 工学部, 教授 (50006269)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 江上 力 静岡大学, 工学部, 助手 (70262798) ; 以西 雅章 静岡大学, 工学部, 講師 (80022317)
• Keywords: ホール効果 / 二周波交流法 / Ac-dc法 / 非線形性 / 液体状態 / 液体金属 / 磁気抵抗効果

Research Abstract

研究成果は次のようにまとめられる。
1).測定試料または増幅器を含めた測定系に非線形要素が存在すると、二周波交流法では擬似信号を発生する。最も紛らわしくホール信号電圧と区別し難い例は、電極界面に発生する非線形成分である。外部磁界の大きさに対応して増大する。この場合、擬似信号は高調波成分を伴い、符号は磁界の極性に対応しない。
2).我々の提唱したac-dc法の測定では電極界面に非線形性があっても擬似信号を発生しない。磁界の極性に対応した符号を有するのでホール信号電圧と擬似信号とは明確に区別される。このac-dc法を用いてホール効果を測定した結果、液体状態ではローレンツ力により測定試料に外部磁界の大きさに対応した抵抗変化が現われる。10^7/Gの変化分が生ずる。固体状態または通常の半導体試料では測定誤差範囲内になり問題とならない。
3).液体状態では外部磁界により発生する不要信号は、試料電流の測定周波数を1kHz以上に引き上げることによりほぼ熱雑音オーダーのレベルまで引き下げ、液体状態のホール信号電圧を測定することができた。
4).Ga、Hg、Naなど金属の液体状態では外部磁界の二乗に比例する信号が現われる。電解質水溶液でも同様である。これらの金属の固体状態にするとこの効果は消失する。固体状態でもFe、Niなどの強磁性体、InSbの半導体薄膜でもこの効果が生じ、ホール効果よりも大きな場合がある。

Research Products

• [Publications] M.Ogita: "Nonlinear Perptexities for Hall Measurement in Liguid Metals" 183rd Meeting of ECS.Extended Abstract. 2. 2542-2543 (1993)
• [Publications] 荻田正己: "液体状態のホール効果測定と磁界による不要信号" 日本AEM学会誌. 1. 10-14 (1993)
• [Publications] M.Ogita: "Effect of resistance variation for Hall measurements in liguid metals" Proc.Int.ISEM Symp.5. 495-498 (1994)
• [Publications] 荻田正己: "液体・固体状態のホール効果測定法による差異" 日本AEM学会誌. 2. 25-29 (1994)