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.