Hallův jev

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. Díky tomu, že póly mají různý potenciál, vzniká Hallovo napětí. Vzorkem tak protéká proud o hustotě $j_{x}=qnv_{d}$

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“).

Působením Lorentzovy síly $F_{y}=qv_{d}B_{z}$ (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 $m^{3}A^{-1}s^{-1}$ . Umožňuje stanovit typ vodivosti polovodiče (za předpokladu, že je známa orientace elektrického pole a magnetického pole v předmětu). Dá se vyjádřit jako:

$R_{H}=-A_{H}{\frac {1}{qn_{n}}}$

Pro polovodič typu N je znaménko záporné, kdežto pro polovodič typu P je kladné. $A_{H}$ je rozptylový faktor. Jeho hodnota se pohybuje mezi 1 (hodnota kovů) a 2 (pro slabě dotované polovodiče je asi 1,17)

Užití Hallova jevu

Hallův jev se používá k měření magnetických polí, proudu (bez kontaktu) apod.

Související články

Literatura

DOLEČEK, Jaroslav. Moderní učebnice elektroniky 2. Praha: nakladatelství BEN - technická literatura, 2005. 208 s. ISBN 80-7300-161-6.

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu Hallův jev na Wikimedia Commons
The Hall Effect na NIST.gov (anglicky)

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.