霍爾效應(yīng)的五個(gè)應(yīng)用

1、應(yīng)用應(yīng)用1、測(cè)量載流子濃度、測(cè)量載流子濃度根據(jù)霍爾電壓產(chǎn)生的公式，以及在外加磁場(chǎng)中測(cè)量的霍爾電壓可以判斷傳導(dǎo)載流子的極性與濃度，這種方式被廣泛的利用于半導(dǎo)體中摻雜載體的性質(zhì)與濃度的測(cè)量上?；魻栯妶?chǎng)強(qiáng)度EH的大小與流經(jīng)樣品的電流密度Jx和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bz的乘積成正比下面以p型半導(dǎo)體樣品為例，半導(dǎo)體樣品的長(zhǎng)、寬、厚分別為L(zhǎng)、a、b，半導(dǎo)體載流子（空穴）的濃度為p，它們?cè)陔妶?chǎng)Ex作用下，以平均漂移速度vx沿x方向運(yùn)動(dòng)，形成電流Ix。在垂直于電場(chǎng)

2、Ex方向上加一磁場(chǎng)Bz，則運(yùn)動(dòng)著的載流子要受到洛侖茲力的作用載流子向y方向偏轉(zhuǎn)，這樣在樣品的左側(cè)面就積累了空穴，從而產(chǎn)生了一個(gè)指向y方向的電場(chǎng)－霍爾電場(chǎng)Ey。當(dāng)該電場(chǎng)對(duì)空穴的作用力qEy與洛侖茲力相平衡時(shí)，空穴在y方向上所受的合力為零，達(dá)到穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)時(shí)電流仍沿x方向不變，但合成電場(chǎng)E＝Ex＋Ey不再沿x方向，E與x軸的夾角稱(chēng)“霍爾角”。若Ey是均勻的，則在樣品左、右兩側(cè)面間的電位差由理論算得，在弱磁場(chǎng)條件下，對(duì)球形等能面的非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體，

3、對(duì)于高載流子濃度的簡(jiǎn)并半導(dǎo)體以及強(qiáng)磁場(chǎng)條件，A＝1；對(duì)于晶格和電離雜質(zhì)混合散射情況，上面討論的是只有電子或只有空穴導(dǎo)電的情況。對(duì)于電子、空穴混合導(dǎo)電的情況，在計(jì)算RH時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮兩種載流子在磁場(chǎng)下偏轉(zhuǎn)的效果。對(duì)于球形等能面的半導(dǎo)體材料，可以證明。從霍爾系數(shù)的表達(dá)式可以看出：由RH的符號(hào)（也即UH的符號(hào)）可以判斷載流子的類(lèi)型，正為p型，負(fù)為n型，則霍爾電場(chǎng)方向?yàn)閥軸方向。當(dāng)霍爾電場(chǎng)方向的指向與y正向相同時(shí)，則RH為正。）；RH的大小可確定

4、載流子的濃度2、霍爾效應(yīng)還能夠測(cè)量磁場(chǎng)、霍爾效應(yīng)還能夠測(cè)量磁場(chǎng)在工業(yè)、國(guó)防和科學(xué)研究中，例如在粒子回旋器、受控?zé)岷朔磻?yīng)、同位素分離、地球資源探測(cè)、地震預(yù)報(bào)和磁性材料研究等方面，經(jīng)常要對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量磁場(chǎng)的方法主要有核磁共振法、霍爾效應(yīng)法和感應(yīng)法等?；魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體時(shí)在導(dǎo)體的垂直于磁場(chǎng)和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差這個(gè)電勢(shì)差就被叫做霍爾電勢(shì)差.導(dǎo)體中的載流子在外加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)因?yàn)槭艿铰鍋銎澚Φ淖?/p>

5、用而使軌跡發(fā)生偏移并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累形成垂直于電流方向的電場(chǎng)最終使載流子受到的洛侖茲力與電場(chǎng)斥力相平衡從而在兩側(cè)建立起一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差即霍爾電壓.正交電場(chǎng)和電流強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積之比就是霍爾系數(shù).平行電場(chǎng)和電流強(qiáng)度之比就是電阻率.因此對(duì)于一個(gè)已知霍爾系數(shù)的導(dǎo)體通過(guò)一個(gè)已知方向、大小的電流同時(shí)測(cè)出該導(dǎo)體兩側(cè)的霍爾電勢(shì)差的方向與大小就可以得出該導(dǎo)體所處磁場(chǎng)的方向和大小.3、磁流體發(fā)電、磁流體發(fā)電從20世紀(jì)50年代末開(kāi)始進(jìn)行研究的磁流