霍尔效应

2017-03-25 11:10分类：电子技术阅读：

霍耳效应:通有电流I的金属或半导体板置于磁感强度为B的均匀磁场中，磁场的方向和电流方向笔直。在金属板的两头M和N之间就闪现出弱小的横向电势差。这种景象称为霍耳效应(Hall effect)。电势差VM－VN 就称为霍耳电势差。
试验标明：霍耳电势差的巨细，与电流I及磁感强度的巨细B成正比，而与板的厚度d成反比。即:
　　,其间RH称为霍耳系数。
霍耳效应可用磁场中的载流子遭到的洛仑兹力来阐明:
设载流子带电量为q，载流子的数密度为n，载流子的均匀漂移速度为v，它们在洛仑兹力qvB效果下向板的一侧调集，使得在M、N两头呈现等量异号电荷，在板内树立起不断添加的横向电场。当载流子遭到的洛仑兹力和横向电场力持往常，载流子不再做侧向运动，在平衡时有:
设板的侧向宽度为b，则:. 由电流强度I的界说，得:，得霍耳电势差: . 因而，霍耳系数RH : , 霍耳系数RH与材料性质有关。
因为半导体的载流子浓度远小于金属电子的浓度且易受温度、杂质的影响，所以霍耳系数是研讨半导体的首要办法之一。运用半导体的霍耳效应制成的器材变成霍耳元件。运用霍耳效应还能够丈量载流子的类型和数密度，能够丈量磁场。
量子霍耳效应: 1980年德国物理学家克立钦(K. Von Klitzing)在低温(1.5K)和强磁场(19T)条件下，发现:
式中的霍耳电势差与电流的联络，不再是线性的，而是台阶式的非线性联络:
　　　　　　　　　　　　　
这即是量子霍耳效应。量子霍耳效应与低维体系的性质、高温超导体的性质存在联络。别的，量子霍耳效应给电阻供给了一个新的丈量基准，其精度可达十－十。1986年克立钦因量子霍耳效应的发现获诺贝尔奖金。