正因为二维金属材料展现的特性，使得量子器件及其机理有可能产生新的突破，基于单层铋的平带特性与强关联效应，其巨非线性霍尔响应为量子计算中的 Berry 曲率调控提供了理想平台。并且二维金属的高电导率（9.0×10⁶S/m）与低功耗调控特性，使其成为超薄互联或高频晶体管沟通的核心材料。

Hall测试是研究二维材料电输运的重要测试手段，通过将材料设计成Hall Bar的结构，在外加磁场下，在不同温度下对Hall电阻进行高精度的测量。由于二维材料有着非常奇异的特性，诸如量子Hall效应、量子反常Hall效应、自旋Hall效应、非线性Hall效应(NLHE)等测试，逐渐揭示了时间反演和对称性破缺下二维材料与三维体材料等巨大差异，为光电探测、量子测量、新型计算等开辟新的途径。

上图【2】为典型的Hall Bar结构，用于测量Hall电阻，并通过n_H=-(1/e)(dR_xy/dB)^-1推推导载流子密度，该函数n_H是底栅的函数，因此在测试中需要对底栅bg增加一个可控的V_bias。

上如图为T=1.5K时，n_H在V_bg=62V和18.5V时改变符号，对应着f=0和f=-1价全满的状态^【3】。

为应对电输运测试面临的挑战，必须添加高精度适合极低电平测试的仪器体为必要的补充，该仪器必须具备去除噪声的自力。以锁相放大器为代表的的AC法和以Keithley 622x低电平电流源/2182A纳伏计组合为代表的Delta模式是两种主要的应对挑战的方法，两种方法的框图如下：

图：AC法和Delta法测试原理

6221/2182A组合的Delta模式可以提供准直流电流反向技术的测量和计算，以消除温差电动势的影响，每个Delta读数都是根据一个通道的两个电压测量结果计算而来；一个测量电流源的正相，一个测量负相，从而使噪声降低1000倍。

AC法和 Delta 模式法各有优势，相辅相成，一般在电输运测试时都配置。下图示意出两者应用范围：

从上两图可以看出，锁放可在更高频率应用，比如脉冲测试，但锁放较适合 100mΩ~1MΩ范围的测试，而Delta 模式可测试更低电平的信号，也更适合低于100mΩ及大于1MΩ的电阻测试。

通常情况下，Vxx和Vxy需要同时测量，特别是在一些拓扑绝缘体和自旋材料的研究中，需要观测到在磁场下或自身磁性影响下能带劈裂后呈现量子化的霍尔电阻和相对应的体电阻的变化，用于判定材料是否满足拓扑绝缘体的性质^【4】。

一台2182A配备两个电压采集通道，可以同时采集Vxx和Vxy，配合6221产生的高精度电流，可以方便、准确的完成Hall测试。

除了低电平测试仪器，通常电输运测试还要配置SMU作为直流激励源。特殊情况下还需要AFG作为交流激励源，采集卡或示波器用于采集锁放输出信号。高频输运特性的研究是电输运特性测试的发展方向，研究高频输运特性时，需配置带宽达GHz的任意波形发生器。