ホール効果とは何ですか

あなたは、それが適用される場合、あなたは答えを得ることができませんどのようなホール効果との基本的な知識のレベルで物理学に精通した人に尋ねる場合。 驚くべきことに、現代の世界の現実に、これはかなり頻繁に起こります。 実際には、ホール効果は、多くの電気機器に使用されています。 たとえば、人気のコンピュータのフロッピーディスクドライブいったんホールジェネレータを用いたモータの初期位置を決定します。 適切なセンサは、「移動」やCDのための現代的なドライブ（CD、およびDVDの両方）のスキームでいます。 さらに、アプリケーションだけでなく、様々な計測器が、磁界（MHD）によって荷電粒子の流れへの熱の変換に基づいても、電力発生器を含みます。

1879年にエドウィンハーバート・ホール、導電板、一目で見出さ理不尽、電流と磁界との相互作用現象（応力）の潜在的な発生に実験を行います。 しかし、最初の最初のもの。

のは少し思考実験をやってみましょう：金属板を取り、それを介して電流を流します。 次に、外部に配置した磁界線ように 電界強度のは、 導電板の平面に対して垂直に配向されています。 結果として、（横切る面 電流の方向）、 電位差。 これは、ホール効果です。 その発生の理由は知られているローレンツ力を。

結果として生じる電圧（とも呼ばれるホール電位）の値を決定する方法があります。 一般的な表現は次の形式をとります。

ええと=え* H、

ここで、H - 板厚。 え - 外部磁場の強さ。

電位が導体内の電荷キャリアの再分布によるものであるので、（プロセスが無期限に継続しない）制限されます。 電荷の横方向の動きは、ローレンツ力（F = Q *のVの*のB）の値が反対のQ *え（ - 電荷q）を同一視する瞬間に停止します。

以降、電流密度 Jは、電荷密度、それらの速度およびqの個々の値の積に等しい、すなわち

J = N *のQ * Vを

それぞれ、

V = J /（Q×n個）。

従って（強度の式をリンク）：

EH = B *（J /（Q×n個））。

上記のすべてを組み合わせて、電荷の値を介してホールの電位を決定します。

UH =（Jのa * b *表H）/ N * Q）。

ホール効果は、時々、金属では、電子と正孔の伝導を観察されていないことを示唆しています。 例えば、それはカドミウム、ベリリウム、および亜鉛です。 「穴」 - 半導体のホール効果を研究し、電荷キャリアことは間違いありませんでした。 すでに示されているようしかし、それはまた、金属に適用されます。 これは、電荷分布（ホール建物の形成）共通のベクターは、電子（負の符号）によって形成されている場合と考えられました。 しかし、それは界磁電流が電子を作成していないことが判明しました。 実際には、このプロパティは、半導体材料の電荷キャリアの密度を決定するために使用されます。

劣らず知られている量子ホール効果（1982）。 これは、非常に低い温度及び高い外部磁場の条件下で二次元電子ガス伝導の特性（粒子が2つだけの方向に自由に移動する）の1つを表します。 効果を研究する際、「断片化」の存在が発見されました。 電荷は単一キャリア（1 + 1 + 1）、及び（1 + 1 + 0.5）の構成要素によって形成されていないという印象がありました。 しかし、それは何の法律が壊れていないことが判明しました。 パウリ原理、磁場内の各電子の周りに渦流の光線のようなものを作成します。 一致する場合に電界強度状況を増加させると生じると「= 1つの電子渦」は満足ではなくなります。 各粒子は、複数の量子持っている 磁束のを。 これらの新しい粒子は正確に小数の結果、ホール効果の原因です。