Исследование эффекта Холла в полупроводниках

(Работа № 35)

Кинетические явления, возникающие в твердых телах при совместном действии на носители заряда электрического и магнитного полей, называются гальваномагнитными. Цель данной лабораторной работы: познакомиться с одним из гальваномагнитных явлений – эффектом Холла и его практическим использованием.

Некоторые сведения из теории.
Эффект Холла

В 1879 г. американский физик Э.Холл обнаружил, что в проводнике с током, помещенном в поперечное к току магнитное поле, возникает дополнительное электрическое поле, направленное перпендикулярно и к току, и к вектору магнитной индукции. Это явление получило название эффекта Холла.

Рис. 3.1. Положение датчика Холла с током в магнитном поле: а – свободные носители заряда – электроны; б – свободные носители заряда – дырки

Рассмотрим проводник, имеющий форму прямоугольной пластины, по которой течет электрический ток плотностью (рис. 3.1). Возьмем на противоположных гранях проводника две точки b и c, между которыми в отсутствие поперечного магнитного поля разность потенциалов равна нулю.

При включении однородного магнитного поля перпендикулярного к току, между этими точками возникнет разность потенциалов U, значение которой, как установил Холл, равно

, (3.1)

где I – ток в образце; В – магнитная индукция; d – толщина образца;

R – постоянная Холла.

В настоящее время эффект Холла используется как один из методов исследования свойств твердого тела. Кроме того, он нашел практическое применение в приборах для измерения магнитной индукции, силы тока, а также в различных устройствах – генераторах, модуляторах, микрофонах и т.д.