Эффект Холла

Если поместить металлическую (или полупроводниковую), пластинку, по которой течет ток плотностью j, в магнитное поле с индукцией В, то в пластинке возникнет поперечное электрическое поле с напряженностью Е. Это явление получило название эффекта Холла.

На (рис.) представлены направления движения зарядов, силы тока, вектора индукции магнитного поля В и возникающей при этом силы Лоренца F _л. Действие силы Лоренца вызовет перемещение отрицательных зарядов к нижнему краю пластинки, соответственно положительных – к верхнему. В результате, возникает поперечное электрическое поле с напряженностью Е, которое будет препятствовать поперечному движению заряженных частиц. В некоторый момент кулоновская сила этого поля уравновесит силу Лоренца. При этом установится постоянное стационарное распределение зарядов в поперечном направлении. Определим поперечную (холловскую) разность потенциалов между краями пластинки. Из условия равновесия сил для металлов получим:

, . (6)

Из соотношения для плотности тока: j = neυ, получим – υ = j / ne. Окончательно холловская разность потенциалов:

. (7)

Датчики Холла широко используются: в измерительной технике; для определения природы носителей тока и их концентрации; при изучении энергетического спектра носителей; в аналоговых вычислительных машинах…