Hallův jev

Technology

12 hours ago

Author

Schema Hallova jevu, ukazující proud elektronů. Legenda: 1. Elektrony (směr proudu je podle konvence opačný) 2. Polovodičový předmět 3. Magnety 4. Magnetické pole 5. Zdroj energie Popis: Na obrázku „A“ dostává předmět negativní náboj symbolizovaný modrou barvou a kladný náboj symbolizovaný barvou červenou. Na obrázcích „B“ a „C“ se elektrický proud obrací, což způsobuje změnu polarizace. Změna proudu i magnetického pole opět vytvoří záporný náboj v horní části předmětu (obrázek „D“).

Hallův jev je proces generace Hallova elektrického pole v polovodiči (existuje i v kovech, ale vzhledem k vysoké koncentraci vodivostních elektronů se téměř neuplatňuje) za současného působení vnějšího elektrického i magnetického pole. Důsledkem toho se hromadí na jedné straně látky záporný náboj a na straně druhé náboj kladný. +more Díky tomu, že póly mají různý potenciál, vzniká Hallovo napětí. Vzorkem tak protéká proud o hustotě j_x = qnv_d.

Působením Lorentzovy síly F_y = qv_dB_z (kde B_z je indukce) jsou nosiče vychylovány na jeden pól předmětu.

Hallovo pole vyvolá opačnou sílu k Lorentzově síle F_y = qE_H.

Jev byl objeven Edwinem Hallem v roce 1879 a nese jméno na jeho počest.

Hallovo napětí

Při vložení vodivé destičky tloušťky d, kterou protéká řídící elektrický proud I, do magnetického pole s magnetickou indukcí B_y, kolmou na směr proudu, pak ve třetím směru, kolmém na směr proudu a zároveň na směr magnetického pole bude potenciálový rozdíl U_H. Následkem Hallova jevu vzniká Hallovo napětí: : U_H = R_H \frac{IB_y}{d}

Hallova konstanta

Součinitel R_H nazývaný Hallova konstanta má rozměr m^3A^{-1}s^{-1}. Umožňuje stanovit typ vodivosti polovodiče (za předpokladu, že je známa orientace elektrického pole a magnetického pole v předmětu). +more Dá se vyjádřit jako:.

R_H = \pm A_H \frac{1}{qn_n}

Pro polovodič typu N je znaménko záporné, kdežto pro polovodič typu P je kladné. A_H je rozptylový faktor. +more Jeho hodnota se pohybuje mezi 1 (hodnota kovů) a 2 (pro slabě dotované polovodiče je asi 1,17).