Hallův jev

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
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. 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[editovat | editovat zdroj]

Vložíme-li vodivou destičku 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 změříme potenciálový rozdíl U_H. Následkem Hallova jevu vzniká Hallovo napětí:

 U_H = R_H \frac{IB_y}{d}

Hallova konstanta[editovat | editovat zdroj]

Součinitel R_H nazývaný Hallova konstanta má rozměr  m^3A^{-1}s^{-1}. Umožňuje stanovit typ vodivosti polovodiče (za předpokladu, že známe orientaci 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 tzv. rozptylový faktor. Jeho hodnota se pohybuje mezi 1 (hodnota kovů) a 2 (pro slabě dotované polovodiče je asi 1,17)

Užití Hallova jevu[editovat | editovat zdroj]

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

Související články[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]