Ефект Холла

Ефект Холла полягає у виникненні в провіднику електричного поля, вектор напруженості якого перпендикулярний як до вектора індукції магнітного поля, так і до вектора густини струму у провіднику.

Мал. 1 – Схема підключення зразка та його розміщення в магнітному полі.

Якщо провідник розміщений перпендикулярно до , то на кожну рухому заряджену частинку буде діяти сила (16).

, так як

(17)

Під дією цієї сили рухомі заряджені частинки (позитивні) змістяться в напрямку дії сили (17) негативні – в протилежному напрямку), що зумовить виникнення поперечного електричного поля напруженістю , яке також буде діяти на заряди з силою (1) (Мал. 1).

Так як то результуюча їх сила рівна ‑ сила Лоренца.

Сталий рух зарядів буде при , тобто при .

Враховуючи значення і , а також те що , отримуємо

	(18)
‑ коефіцієнт Холла	(19)

Знак і величина визначається знаком носіїв заряду в провіднику та їх концентрацією .

Враховуючи (3), (5), рівність (18) можна записати

Звідси

(20)

Виходячи з значення , знаходиться концентрація вільних носіїв заряду

(21)

Вимірявши , , , , можна визначити , , і знак носіїв заряду.

Виходячи з формул густини струму (3), (13) та (20) визначається швидкість направленого руху (дрейфова швидкість) зарядів в провіднику

(22)

Ефект Холла широко використовується в наукових дослідженнях та в техніці:

‑ для визначення знаку, концентрації та рухливості носіїв заряду в провідниках та напівпровідниках;

‑ в безконтактних датчиках різного роду;

‑ є основою принципу роботи магнітогідродинамічних генераторів, вимірювачів швидкості руху рідин та газів і т.п.

Виходячи з формули (17) та враховуючи (20) і (22), знаходяться значення сили з якою магнітне поле діє на вільні заряди в досліджуваному зразку.

(23)

2. Будова та принцип дії установки для дослідження ефекту Холла в напівпровідниках ФПК-08.

Date: 2015-12-12; view: 473; Нарушение авторских прав