Jeśli zapytasz osobę znającą fizykępoziom tylko podstawowej wiedzy o tym, czym jest efekt Halla i gdzie jest stosowany, może nie uzyskać odpowiedzi. Co zaskakujące, w realiach współczesnego świata zdarza się to dość często. W rzeczywistości efekt Halla jest używany w wielu urządzeniach elektrycznych. Na przykład popularne niegdyś dyskietki komputerowe określiły początkową pozycję silnika za pomocą generatorów Halla. Odpowiednie czujniki "migrowały" do schematów nowoczesnych napędów CD (zarówno CD, jak i DVD). Ponadto aplikacje obejmują nie tylko różne urządzenia pomiarowe, ale nawet generatory energii elektrycznej, oparte na konwersji ciepła w strumień naładowanych cząstek pod wpływem działania pola magnetycznego (MHD).
Эдвин Герберт Холл в 1879 году, проводя опыты с przewodząca płyta, odkryła bezpodstawne, na pierwszy rzut oka, zjawisko występowania potencjału (napięcie), oddziaływanie prądu elektrycznego i pola magnetycznego. Ale najpierw wszystko.
Zróbmy mały eksperyment myślowy:weź metalową płytkę i przepuszczaj przez nią prąd elektryczny. Następnie umieszczamy go w zewnętrznym polu magnetycznym, tak aby linie natężenia pola były zorientowane prostopadle do płaszczyzny przewodzącej płyty. W rezultacie na powierzchniach pojawią się potencjalne różnice (w kierunku prądu). To jest efekt Halla. Powodem jego pojawienia się jest słynna siła Lorentza.
Istnieje sposób określenia wartości wynikowego napięcia (czasami nazywanego potencjałem Halla). Ogólne wyrażenie ma postać:
Uh = Eh * H,
gdzie H oznacza grubość płyty; Eh to natężenie pola zewnętrznego.
Ponieważ potencjał pochodzi odredystrybucja nośników ładunku w konduktorze jest ograniczona (proces nie trwa bezterminowo). Przesunięcie poprzeczne ładunków ustanie w momencie, gdy wartość siły Lorentza (F = q * v * B) jest równa przeciwdziałaniu q * Eh (q jest ładunkiem).
Ponieważ gęstość prądu J jest równa iloczynowi stężenia ładunków, ich prędkość i wartość jednostkowa q, tj.
J = n * q * v,
odpowiednio,
v = J / (q * n).
Stąd następuje (po połączeniu formuły z napięciem):
Eh = B * (J / (q * n)).
Połącz wszystkie powyższe i określ potencjał hali poprzez wartość ładunku:
Uh = (J * B * H) / n * q).
Efekt Halla sugeruje, że czasami wW metalach obserwuje się przewodzenie dziury zamiast elektronu. Na przykład jest to kadm, beryl i cynk. Badając efekt Halla w półprzewodnikach, nikt nie wątpił, że nośniki ładunku są „dziurami”. Jednak, jak już wspomniano, dotyczy to metali. Uważano, że podczas rozkładu ładunków (powstawania potencjału Halla) wektor ogólny utworzą elektrony (znak ujemny). Okazało się jednak, że wcale nie elektrony wytwarzają prąd w terenie. W praktyce właściwość ta służy do określania gęstości nośników ładunku w materiale półprzewodnikowym.
Не менее известен квантовый эффект Холла (1982 rok). Jest to jedna z właściwości przewodnictwa dwuwymiarowego gazu elektronowego (cząstki mogą się swobodnie poruszać tylko w dwóch kierunkach) w ultraniskich temperaturach i wysokich zewnętrznych polach magnetycznych. Podczas badania tego efektu odkryto istnienie „fragmentacji”. Wydawało się, że ładunek jest tworzony nie przez pojedyncze nośniki (1 + 1 + 1), ale przez części składowe (1 + 1 + 0,5). Okazało się jednak, że żadne prawa nie zostały naruszone. Zgodnie z zasadą Pauliego wokół każdego elektronu w polu magnetycznym powstaje rodzaj wiru z kwantów samego strumienia. Wraz ze wzrostem natężenia pola pojawia się sytuacja, w której korespondencja „jeden elektron = jeden wir” przestaje być spełniona. Każda cząstka ma kilka kwantów strumienia magnetycznego. Te nowe cząstki są właśnie przyczyną ułamkowego wyniku efektu Halla.
