Om du frågar en person som är bekant med fysik pånivån på endast en grundläggande kunskap om vad en Hall-effekt är och var den tillämpas får du kanske inte svara. Förvånansvärt, i realiteten i den moderna världen händer detta ganska ofta. Faktum är Hall-effekten används i många elektriska apparater. Till exempel bestämde de enstaka dators floppy disk-enheter startpositionen för motorn med Hall-generatorer. De motsvarande sensorerna "migrerades" till systemen för moderna cd-skivor (både CD och DVD). Dessutom innefattar applikationer inte bara olika mätanordningar, utan även elektriska energianläggningar, baserade på omvandling av värme till en ström av laddade partiklar under verkan av ett magnetfält (MHD).
Edwin Herbert Hall 1879, experimenterade meden ledande platta, upptäckte ett till synes orimligt fenomen av uppkomsten av en potential (spänning) under växelverkan mellan en elektrisk ström och ett magnetfält. Men först saker först.
Låt oss göra ett litet tankeexperiment:Ta en metallplatta och passera en elektrisk ström genom den. Därefter placerar vi den i ett yttre magnetfält så att fältstyrkets linjer är orienterade vinkelrätt mot ledningsplattans plan. Som ett resultat kommer en potentiell skillnad att uppstå på ansikten (över strömmen). Detta är Hall-effekten. Anledningen till dess utseende är den berömda Lorentz-kraften.
Det finns ett sätt att bestämma värdet på den resulterande spänningen (kallas ibland Hall potential). Det allmänna uttrycket har formen:
Uh = Eh * H,
där H är plattans tjocklek; Eh är styrkan i det yttre fältet.
Eftersom potential härrör frånomfördelningen av laddningsbärare i ledaren, då är den begränsad (processen fortsätter inte på obestämd tid). Den tvärgående rörelsen av laddningar kommer att stoppa i det ögonblick då värdet på den Lorentziska kraften (F = q * v * B) är lika med reaktionen q * Eh (q är laddningen).
Eftersom strömtätheten J är lika med produkten av laddningskoncentrationen, deras hastighet och enhetsvärdet q, det vill säga
J = n * q * v,
respektive,
v = J / (q * n).
Därav följer det (länkar formeln med spänning):
Eh = B * (J / (q * n)).
Vi kombinerar alla ovanstående och bestämmer hallens potential genom kostnadens värde:
Uh = (J * B * H) / n * q).
Hall-effekten antyder att det ibland ii metaller, inte elektroniska, men hål ledning observeras. Dessa är till exempel kadmium, beryllium och zink. Studera Hall-effekten i halvledare, ingen tvivlade på att laddningsbärare är "hål". Men som redan angivits gäller detta även för metaller. Man trodde att den gemensamma vektorn under distributionen av laddningar (bildning av Hallpotentialen) kommer att bildas av elektroner (negativt tecken). Det visade sig dock att elektroner inte skapar ström i fältet. I praktiken används denna egenskap för att bestämma densiteten hos laddningsbärare i ett halvledande material.
Lika berömd är kvant Hall-effekten (1982år). Det är en av egenskaperna för ledningsförmågan hos en tvådimensionell elektrongas (partiklar kan röra sig fritt i bara två riktningar) under förhållanden med extremt låga temperaturer och höga yttre magnetfält. När man studerade denna effekt upptäcktes förekomsten av ”fraktionalitet”. Intrycket var att laddningen inte bildas av enstaka bärare (1 + 1 + 1) utan av komponentdelar (1 + 1 + 0,5). Det visade sig dock att inga lagar bryts. I enlighet med Pauli-principen skapas ett slags virvel runt kvantiteten av själva flödet runt varje elektron i ett magnetfält. Med en ökning av fältintensiteten uppstår en situation när korrespondensen "en elektron = en virvel" upphör att uppfyllas. Det finns flera kvantiteter av magnetiskt flöde för varje partikel. Dessa nya partiklar är just anledningen till bråkresultatet i Hall-effekten.
