Эффект Холла
Эффект Холла – это возникновение в металле (или полупроводнике) с током плотностью , помещенном в магнитное поле
, электрического поля в направлении, перпендикулярном
и
.
Поместим металлическую пластинку с током плотностью в магнитное поле
, перпендикулярное
. Электроны испытывают действие силы Лоренца. Т.о., у одного края пластинки возникнет избыток электронов, у другого – их недостаток. В результате этого между краями пластинки возникнет дополнительное поперечное электрическое поле, направленное снизу вверх. Пусть
- ширина пластинки, тогда
, или
,
где - поперечная (холловская) разность потенциалов.
Учитывая, что сила тока , получим
,
т.е. холловская поперечная разность потенциалов прямо пропорциональна магнитной индукции , силе тока
и обратно пропорциональна толщине пластинки
. В формуле
- постоянная Холла, зависящая от вещества. По измеренному значению постоянной Холла можно 1). Определить концентрацию носителей тока в проводнике (при известных характере проводимости и заряде носителей); 2). Судить о природе проводимости полупроводников, так как знак постоянной Холла совпадает со знаком заряда
носителей тока. Эффект Холла поэтому – наиболее эффективный метод изучения энергетического спектра носителей тока в металлах и полупроводниках. Он применяется также для умножения постоянных токов в аналоговых вычислительных машинах, в измерительной технике (датчик Холла) и т.д.