西瓜の驿站

摘要： 测定半导体的电阻率和霍尔系数，可以获知其基本电磁特性，这有助于我们了解其导电机制以及验证固体物理的结论。本实验将这一办法应用到了型硅半导体的研究中，通过测定硅片样品的电阻率和霍尔系数，验证其的导电特性。具体而言，本实验利用四线范德堡法测量了从室温至约150°C范围内p型硅的电阻率和霍尔系数，获得并分析了该温度范围内电阻率和霍尔系数随温度的变化关系，并按照变化趋势的不同将p型硅半导体的导电特性划分出了几个明显区间，验证了固体物理对掺杂半导体的导电机制的预测，并进一步给出了所用硅片样品的带隙宽度∼eV 关键词：半导体，p型硅，能带理论，电阻率，霍尔效应 获取实验报告的pdf文件(仅供参考) 引言 半导体有别于导体和绝缘体，是一种导电性能随外界条件（如电磁场、温度等）变化强烈的电学材料。早在19世纪初，意大利物理学家Guglielmo...

摘要： 透射电子显微镜(TEM)是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜将透射电子聚焦成像的一种具有高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。TEM可以用于对材料的形貌、结构、成分进行原位分析。在材料、物理、化学、信息、生物、医学等领域有着广泛应用。本实验利用Tecnai T20透射电子显微镜，在衍射模式下，对硅单晶样品和铜多晶样品进行选区电子衍射(SAED)，并对硅单晶的电子衍射谱进行标定；在成像模式下，观察硅晶体样品和碳非晶样品，得到硅单晶样品的明场像和暗场像。 关键词：透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、衍射衬度像 获取实验报告的pdf文件(仅供参考) 引言 电子显微镜是使用电子来获得物体的内部或表面信息的显微镜[1,2]。由于高速电子的德布罗意波长比可见光的波长短，而显微镜的分辨率受其使用的波长的限制，因此电子显微镜的理论分辨率()远高于光学显微镜的分辨率()。 1931年，Knoll和Ruska发明了世界上第一台TEM[3]，发展至今已经可以实现的空间分辨率和百万倍的放大倍率。 ...

摘要： 当铁磁材料处于外磁场时，特定频率的电磁波被材料共振吸收的现象称为铁磁共振(FMR)。铁磁共振具有磁共振的一般特性，被广泛应用于光谱技术、高频电子设备等领域。本实验使用反射式速调管作为微波信号源，观测了速调管的振荡模和传输式谐振腔的谐振曲线，得到了谐振腔的有载品质因数。在传输式谐振腔中，逐点测绘多晶铁氧体样品对微波的吸收曲线，观测到了铁磁共振效应。通过测量共振磁场和共振线宽，计算出了样品的g因子和弛豫时间。 关键词：铁磁共振，传输式谐振腔 获取实验报告的pdf文件(仅供参考) 引言 谐振腔是常用的微波元件之一[1]，在微波技术中一般用作谐振腔波长计[2]、微波电子管[3-4]的组成部分或测量腔等。微波磁共振是微波与物质相互作用所发生的物理现象，磁共振方法已被广泛用来研究物质的特性、结构和弛豫过程。铁磁共振具有磁共振的一般特性，而且效应显著，用简单装置就可以进行观测。 ...

摘要： 当两块超导体之间具有弱连接时，库伯对在两超导体间量子隧穿，产生隧穿电流的现象称为约瑟夫森效应。约瑟夫森效应是宏观量子现象的生动体现，目前在灵敏探测、电压基准及量子电路等领域有着广泛应用。本实验使用高温超导YBa2Cu3O7−x，将不同晶向的两块超导材料用超导薄膜粘接，实现弱连接，从而构成双晶约瑟夫森结。实验通过测量双晶约瑟夫森结在液氮温度（77K）下，无微波辐照和有微波辐照两种情况下的伏安特性曲线，观察到了直流和交流约瑟夫森效应。实验对比了双晶约瑟夫森结和同尺寸不含双晶结的超导材料，在超导转变特性、伏安特性上的差异，验证了约瑟夫森效应的存在。通过微波辐照下出现的微波感应台阶，计算出的微波频率理论值与实际值温吻合，进一步验证了约瑟夫森效应理论的正确性。 关键词：约瑟夫森效应，超导 获取实验报告的pdf文件(仅供参考) 引言...

摘要： 远离平衡态的开放系统会出现分岔行为，系统将离开原来的无序热力学分支，发生突变进入稳定有序状态，这种有序结构被称为“耗散结构”。 耗散结构理论可以解释自然科学和人文社会科学的诸多领域的问题，是少数能横跨多学科的重要科学理论之一。对于自由面-固壁底层的流体薄层的热对流系统，即瑞利-贝纳德热对流系统，远离平衡态时会出现非线性热对流斑图。本文章的实验旨在观察改变盛满水的容器上下表面温度差时，不同厚度的水层内部的热对流斑图发生涌现的过程，来对开放系统和耗散结构做出初步的了解。实验中采用阴影法，通过CCD接收图像的敏感分布，反映水层内不同位置的密度差异，并粗略判断2mm和4mm厚度的水层对称性发生破缺，也就是出现斑图的临界温度。 关键词：热对流、耗散结构论、对称性破缺、阴影法 获取实验报告的pdf文件(仅供参考) 引言 自从热力学理论建立之初，一直困扰人们的问题之一就是自组织现象发生的原理和过程。小到化学反应的周期振荡[1-3]，大到生命的起源和存续，这种看似不符合热力学第二定律的自然现象反映了自发对称性破缺[4-5]这一重要的物理原理。 ...

摘要： 在半导体工业中，影响元件性能最重要的因素之一是掺杂浓度，因此精准地检测杂质浓度是评估元件好坏的重要环节[1]。本文章基于单边突变结的耗尽层中无自由电子的假设，模型化的计算了空间电荷区和偏压的定量关系，并将该势垒看作一个间距可变的电容。实验中通过串联标准电容并加交流电压的方法，间接测量P-N结势垒电容。通过改变直流偏置电压，得到杂质掺杂率随着交界距离的变化关系。 关键词：势垒电容，电容电压法，锁相放大，杂质测量，倍频测量 获取实验报告的pdf文件(仅供参考) 引言 1904年，Joseph Thomson在对锗和硅进行性质研究时发现这种材料并不同于一般的导体和绝缘体，这些材料有更加独特的电学性质，他将这种导电性介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体[2]。1947年，John Bardeen，Walter Bratton和William...

摘要： 平面偏振光在光洁磁极表面发生反射时，偏振面会出现微小偏转，这个现象被称为磁光克尔效应。磁光克尔效应反映了物质磁化状态对其光学性质的影响，属于磁光效应。克尔效应具有灵敏度高，转角精密的特点，所以近年来被用于超薄磁性膜[1]，磁化动态过程[2]和自旋霍尔效应[3]的研究。本实验使用具有垂直磁各向异性的PtCo合金薄膜，利用光弹调制器使反射光强周期性变化，从而将微小的复克尔转角测量转化为光强测量。实验通过测量输出光强的直流、一次谐波和二次谐波信号，间接得到复克尔转角，并进一步利用复克尔转角测量PtCo合金薄膜的磁滞回线，进而得到样品的矫顽力和对应波长下的饱和克尔转角。实验对比不同起偏器角度下的克尔磁滞回线，分析起偏器角度误差对测量结果的影响。 关键词：磁光克尔效应(MOKE)、磁滞回线、光弹调制器 获取实验报告的pdf文件(仅供参考) 引言 磁光克尔效应（Magneto-Optical Kerr Effect, MOKE）是指当偏振的光照射在磁性材料的表面时，反射光的偏振方向发生旋转或改变的一种光学现象。这种效应于19世纪末由英国物理学家John...

矢量的运算 对于一个矢量，我们可以将其差分为三个相互独立的方向。即： \textbf{A}\equiv A_x\hat{x}+A_y\hat{y}+A_z\hat{z} 在此基础上，我们可以进一步定义矢量的加、减、数乘、点乘、叉乘、并矢、以及其所特有的微分运算。这里略去大家熟知的数乘，我们来详细了解一下点乘、叉乘、并矢运算和微分运算： 首先是点乘运算，我们将其定义为： \mathbf{A}\cdot\mathbf{B}\equiv A_x B_x+A_y B_y+A_z B_z=A_i B_i其中后面的表达式用到了Einstein求和法则（出现相同的指标时就意味着求和） 接下来介绍叉乘运算，我们都知道对于一个三维的矢量，我们可以通过行列式来进行叉乘运算，接下来我们会更多的采用Einstein求和法则来进行描述，我们将叉乘运算定义为： \mathbf{A}\times\mathbf{B}\equiv\epsilon^{ijk}A_{i}B_{j}\hat{e_{k}}...

这是这个小小的站点的第一篇博客，目前我当然只是想实验一下网站的框架结构和各项功能的用处。后面的目标是逐渐把这个小的站点变成一个分享资料和相互学习的空间，当然一切从实际出发，脚踏实地地一步一步慢慢来咯，我会在这篇扉页中更新网站的情况。 ver 1： 实验hexo网站框架的使用情况，尝试写一些博文来实验成果。 后面会继续优化网页的结构，继续尝试美化网站，会尝试使用butterfly插件进行美化。 ver 2: 更新了一些新的文章，将大三上半学期的近代物理实验课程中的实验报告制作成了html的形式，并附带了pdf，可以供大家参考。 完成了数学基础中有关矢量与张量中的内容，张量部分作为广义相对论的数学基础可以供想要学习广义相对论的同学进行参考。 修复了butterfly插件渲染数学公式时的故障，目前所有blog都将采用mathjax进行latex的编写，渲染工具改为了完全的kramed，这样对于我使用的Typora进行md编写也是一种方便的选择。