1. Словари
  2. Большая Советская энциклопедия
  3. ХОЛЛА ЭФФЕКТ

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

        появление в проводнике с током плотностью j, помещенном в магнитное поле Н, электрического поля Ex, перпендикулярного Н и I. Напряжённость электрического поля (поля Холла) равна:
         Ex = Rhjsin α, (1)
        где α угол между векторами Н и f (α < 180°). Если H ⊥ j, то величина поля Холла Ex максимальна: Ex = RHj. Величина R, называется коэффициентом Холла, является основной характеристикой Х. э. Эффект открыт Э. Г. Холлом в 1879 в тонких пластинках золота. Для наблюдения Х. э. вдоль прямоугольных пластин из исследуемых веществ, длина которых l значительно больше ширины b и толщины d, пропускается ток I = jbd (см. рис.); магнитное поле перпендикулярно плоскости пластинки. На середине боковых граней, перпендикулярно току, расположены электроды, между которыми измеряется эдс Холла Vx.
         Vx = Exb = RHj/d. (2)
         Т. к. эдс Холла меняет знак на обратный при изменении направления магнитного поля на обратное, то Х. э. относится к нечётным гальваномагнитным явлениям (См. Гальваномагнитные явления).
         Простейшая теория Х. э. объясняет появление эдс Холла взаимодействием носителей тока (электронов проводимости и дырок) с магнитным полем. Под действием электрического поля носители заряда приобретают направленное движение (дрейф), средняя скорость которого (дрейфовая скорость) vдр ≠ 0. Плотность тока в проводнике j = n․evдр, где n — концентрация числа носителей, e — их заряд.При наложении магнитного поля на носители действует Лоренца сила: F = е [Нvдр], под действием которой частицы отклоняются в направлении, перпендикулярном vдр и Н. В результате в обеих гранях проводника конечных размеров происходит накопление заряда и возникает электростатическое поле — поле Холла. В свою очередь поле Холла действует на заряды и уравновешивает силу Лоренца. В условиях равновесия eEx = eHvдр, ХОЛЛА ЭФФЕКТ фото №1отсюда R = 1/ne см3/кулон. Знак R совпадает со знаком носителей тока. Для металлов (См. Металлы), у которых концентрация носителей (электронов проводимости) близка к плотности атомов (n ≈ 1022 см-3), R Холла эффект 10-3 см3/кулон, у полупроводников (См. Полупроводники) концентрация носителей значительно меньше и RХолла эффект10-5 см3/кулон. Коэффициент Холла R может быть выражен через подвижность носителей (См. Подвижность носителей тока) заряда μ = еτ/m* и удельную электропроводность σ = j/E = envдрЕ:
         R = μ/σ. (3)
         Здесь m*— Эффективная масса носителей, τ — среднее время между 2 последовательными соударениями с рассеивающими центрами.
         Иногда при описании Х. э. вводят угол Холла φ между током j и направлением суммарного поля Е: tgφ = Ex/E = Ωτ, где Ω — Циклотронная частота носителей заряда. В слабых полях (Ωτ << 1) угол Холла φ ≈ Ωτ можно рассматривать как угол, на который отклоняется движущийся заряд за время τ. Приведённая теория справедлива для изотропного проводника (в частности, для Поликристалла), у которого m* и τ — постоянные величины. Коэффициент Холла (для изотропных полупроводников) выражается через парциальные проводимости σэ и σд и концентрации электронов nэ и дырок nд:
         ХОЛЛА ЭФФЕКТ фото №2
         При nэ = nд = n для всей области магнитных полей ХОЛЛА ЭФФЕКТ фото №3R указывает на преобладающий тип проводимости.
         Для металлов величина R зависит от зонной структуры и формы Ферми поверхности (См. Ферми поверхность). В случае замкнутых поверхностей Ферми и в сильных магнитных полях (Ωτ >> 1) коэффициент Холла изотропен, а выражения для R совпадают с формулой 4, б. Для открытых поверхностей Ферми коэффициент R анизотропен. Однако, если направление Н относительно кристаллографических осей выбрано так, что не возникает открытых сечений поверхности Ферми, то выражение для R аналогично 4, б.
         В ферромагнетиках (См. Ферромагнетики) на электроны проводимости действует не только внешнее, но и внутреннее магнитное поле: В = Н + 4πМ. Это приводит к особому ферромагнитному Х. э. Экспериментально обнаружено, что Ex= (RB + RaM) j, где R — обыкновенный, a Ra — необыкновенный (аномальный) коэффициент Холла. Между Ra и удельным электросопротивлением ферромагнетиков установлена корреляция.
         Исследования Х. э. сыграли важную роль в создании электронной теории твёрдого тела (См. Твёрдое тело). Х. э. — один из наиболее эффективных современных методов изучения энергетического спектра носителей заряда в металлах и полупроводниках. Зная R, можно определить знак носителей и оценить их концентрацию, а также часто сделать заключение о количестве примесей в веществе, например в полупроводнике. Он имеет также ряд практических применений: используется для измерения напряжённости магнитного поля (см. Магнитометр), усиления постоянных токов (в аналоговых вычислительных машинах (См. Аналоговая вычислительная машина)), в измерительной технике (бесконтактный амперметр) и т.д. (подробно см. Холла эдс датчик).
        
         Лит.: Hall Е. Н., On the new action of magnetism on a permanent electric current, «The Philosophical Magazine», 1880, v. 10, p. 301; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Электродинамика сплошных сред, М., 1959; Займан Дж., Электроны и фононы. Теория явлений переноса в твердых телах, пер. с англ., М., 1962; Вайсс Г., физика гальваномагнитных полупроводниковых приборов и их применение, пер. с нем., М., 1974; Ангрист Ст., Гальваномагнитные и термомагнитные явления, в сборнике: Над чем думают физики, в. 8. Физика твёрдого тела. Электронные свойства твёрдого тела, М., 1972, с. 45—55.
         Ю. П. Гайдуков.
        ХОЛЛА ЭФФЕКТ фото №4
        Рис. к ст. Холла эффект.

Смотреть больше слов в «Большой Советской энциклопедии»

ХОЛЛАНД СИДНИ ДЖОРДЖ →← ХОЛЛА ЭДС ДАТЧИК

Смотреть что такое ХОЛЛА ЭФФЕКТ в других словарях:

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

ХОЛЛА ЭФФЕКТ, появление в проводнике с током плотностью j, помещённом в магнитное поле Н, электрического поля Ек, перпендикулярного Н и j. Напряж... смотреть

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

возникновение в тв. проводнике с током плотностью j, помещённом в магн. поле H, электрич. поля в направлении, перпендикулярном H и j. Напряжённ... смотреть

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

возникновение поперечного электрич. поля в проводнике или ПП с током при помещении его в магнитное поле. Для изотропного (напр., поликристаллич.) прово... смотреть

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

возникновение в проводнике с током плотностью j, помещённом в магн. поле Н, электрич. поля (поля Холла), направленного перпендикулярно Н и j. Напряжённ... смотреть

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

ХОЛЛА ЭФФЕКТ, возникновение в проводнике с током плотностью j, помещенном в магнитное поле H?j, электрического поля (поля Холла), направленного перпендикулярно H и j, напряженность которого Eх = RjH, где R - постоянная Холла, зависящая главным образом от знака и концентрации носителей заряда. Холла эффект используется главным образом для исследования свойств твердых тел и в измерительной технике.<br><br><br>... смотреть

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

ХОЛЛА эффект - возникновение в проводнике с током плотностью j, помещенном в магнитное поле H?j, электрического поля (поля Холла), направленного перпендикулярно H и j, напряженность которого Eх = RjH, где R - постоянная Холла, зависящая главным образом от знака и концентрации носителей заряда. Холла эффект используется главным образом для исследования свойств твердых тел и в измерительной технике.<br>... смотреть

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

ХОЛЛА ЭФФЕКТ , возникновение в проводнике с током плотностью j, помещенном в магнитное поле H?j, электрического поля (поля Холла), направленного перпендикулярно H и j, напряженность которого Eх = RjH, где R - постоянная Холла, зависящая главным образом от знака и концентрации носителей заряда. Холла эффект используется главным образом для исследования свойств твердых тел и в измерительной технике.... смотреть

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

ХОЛЛА ЭФФЕКТ, возникновение в проводнике с током плотностью j, помещенном в магнитное поле H?j, электрического поля (поля Холла), направленного перпендикулярно H и j, напряженность которого Eх = RjH, где R - постоянная Холла, зависящая главным образом от знака и концентрации носителей заряда. Холла эффект используется главным образом для исследования свойств твердых тел и в измерительной технике.... смотреть

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

- возникновение в проводнике с током плотностью j, помещенномв магнитное поле H?j, электрического поля (поля Холла), направленногоперпендикулярно H и j, напряженность которого Eх = RjH, где R - постояннаяХолла, зависящая главным образом от знака и концентрации носителей заряда.Холла эффект используется главным образом для исследования свойств твердыхтел и в измерительной технике.... смотреть

АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯALMPSTX
Разделы
Категории словарей
Подбор слов по буквам
Блог
Словари
Толковый словарь
Большая советская энциклопедия
Список словарей
Сервис
Пользовательское соглашение
Политика конфиденциальности
Наша команда
Контакты | О нас
Оставить отзыв

      

© 2010-2024 SLOVARonline
18+
T: 167