Значение слова "ХОЛЛА ЭФФЕКТ" найдено в 10 источниках

ХОЛЛА ЭФФЕКТ

найдено в "Большой Советской энциклопедии"

появление в проводнике с током плотностью j, помещенном в магнитное поле Н, электрического поля E_x, перпендикулярного Н и I. Напряжённость электрического поля (поля Холла) равна:

E_x = Rhjsin α, (1)

где α угол между векторами Н и f (α < 180°). Если H ⊥ j, то величина поля Холла E_x максимальна: E_x = RHj. Величина R, называется коэффициентом Холла, является основной характеристикой Х. э. Эффект открыт Э. Г. Холлом в 1879 в тонких пластинках золота. Для наблюдения Х. э. вдоль прямоугольных пластин из исследуемых веществ, длина которых l значительно больше ширины b и толщины d, пропускается ток I = jbd (см. рис.); магнитное поле перпендикулярно плоскости пластинки. На середине боковых граней, перпендикулярно току, расположены электроды, между которыми измеряется эдс Холла V_x.

V_x = E_xb = RHj/d. (2)

Т. к. эдс Холла меняет знак на обратный при изменении направления магнитного поля на обратное, то Х. э. относится к нечётным гальваномагнитным явлениям (См. Гальваномагнитные явления).

Простейшая теория Х. э. объясняет появление эдс Холла взаимодействием носителей тока (электронов проводимости и дырок) с магнитным полем. Под действием электрического поля носители заряда приобретают направленное движение (дрейф), средняя скорость которого (дрейфовая скорость) v_др ≠ 0. Плотность тока в проводнике j = n․ev_др, где n — концентрация числа носителей, e — их заряд.При наложении магнитного поля на носители действует Лоренца сила: F = е [Нv_др], под действием которой частицы отклоняются в направлении, перпендикулярном v_др и Н. В результате в обеих гранях проводника конечных размеров происходит накопление заряда и возникает электростатическое поле — поле Холла. В свою очередь поле Холла действует на заряды и уравновешивает силу Лоренца. В условиях равновесия eE_x = eHv_др, отсюда R = 1/ne см³/кулон. Знак R совпадает со знаком носителей тока. Для металлов (См. Металлы), у которых концентрация носителей (электронов проводимости) близка к плотности атомов (n ≈ 10²² см^-3), R Холла эффект 10^-3 см³/кулон, у полупроводников (См. Полупроводники) концентрация носителей значительно меньше и RХолла эффект10^-5 см³/кулон. Коэффициент Холла R может быть выражен через подвижность носителей (См. Подвижность носителей тока) заряда μ = еτ/m* и удельную электропроводность σ = j/E = env_дрЕ:

R = μ/σ. (3)

Здесь m*— Эффективная масса носителей, τ — среднее время между 2 последовательными соударениями с рассеивающими центрами.

Иногда при описании Х. э. вводят угол Холла φ между током j и направлением суммарного поля Е: tgφ = E_x/E = Ωτ, где Ω — Циклотронная частота носителей заряда. В слабых полях (Ωτ << 1) угол Холла φ ≈ Ωτ можно рассматривать как угол, на который отклоняется движущийся заряд за время τ. Приведённая теория справедлива для изотропного проводника (в частности, для Поликристалла), у которого m* и τ — постоянные величины. Коэффициент Холла (для изотропных полупроводников) выражается через парциальные проводимости σ_э и σ_д и концентрации электронов n_э и дырок n_д:

При n_э = n_д = n для всей области магнитных полей ХОЛЛА ЭФФЕКТ фото №3

R указывает на преобладающий тип проводимости.

Для металлов величина R зависит от зонной структуры и формы Ферми поверхности (См. Ферми поверхность). В случае замкнутых поверхностей Ферми и в сильных магнитных полях (Ωτ >> 1) коэффициент Холла изотропен, а выражения для R совпадают с формулой 4, б. Для открытых поверхностей Ферми коэффициент R анизотропен. Однако, если направление Н относительно кристаллографических осей выбрано так, что не возникает открытых сечений поверхности Ферми, то выражение для R аналогично 4, б.

В ферромагнетиках (См. Ферромагнетики) на электроны проводимости действует не только внешнее, но и внутреннее магнитное поле: В = Н + 4πМ. Это приводит к особому ферромагнитному Х. э. Экспериментально обнаружено, что E_x= (RB + R_aM) j, где R — обыкновенный, a R_a — необыкновенный (аномальный) коэффициент Холла. Между R_a и удельным электросопротивлением ферромагнетиков установлена корреляция.

Исследования Х. э. сыграли важную роль в создании электронной теории твёрдого тела (См. Твёрдое тело). Х. э. — один из наиболее эффективных современных методов изучения энергетического спектра носителей заряда в металлах и полупроводниках. Зная R, можно определить знак носителей и оценить их концентрацию, а также часто сделать заключение о количестве примесей в веществе, например в полупроводнике. Он имеет также ряд практических применений: используется для измерения напряжённости магнитного поля (см. Магнитометр), усиления постоянных токов (в аналоговых вычислительных машинах (См. Аналоговая вычислительная машина)), в измерительной технике (бесконтактный амперметр) и т.д. (подробно см. Холла эдс датчик).

Лит.: Hall Е. Н., On the new action of magnetism on a permanent electric current, «The Philosophical Magazine», 1880, v. 10, p. 301; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Электродинамика сплошных сред, М., 1959; Займан Дж., Электроны и фононы. Теория явлений переноса в твердых телах, пер. с англ., М., 1962; Вайсс Г., физика гальваномагнитных полупроводниковых приборов и их применение, пер. с нем., М., 1974; Ангрист Ст., Гальваномагнитные и термомагнитные явления, в сборнике: Над чем думают физики, в. 8. Физика твёрдого тела. Электронные свойства твёрдого тела, М., 1972, с. 45—55.

Ю. П. Гайдуков.

Рис. к ст. Холла эффект.

Найдено 15 изображений:

Изображения из описаний на этой странице

найдено в "Большой советской энциклопедии"

ХОЛЛА ЭФФЕКТ, появление в проводнике с током плотностью j, помещённом в магнитное поле Н, электрического поля Ек, перпендикулярного Н и j. Напряжённость электрич. поля (поля Холла) равна:

E_x = KHjsin a, (1) где а угол между векторами Н и j (а<180°). Если H перпендикул. j, то величина поля Холла Е-к максимальна: Ек = RHj. Величина R, наз. коэфф. Холла, является основной характеристикой X. э. Эффект открыт Э. Г. Холлом в 1879 в тонких пластинках золота. Для наблюдения X. э. вдоль прямоугольных пластин из исследуемых веществ, длина к-рых l значительно больше ширины b и толщины d, пропускается ток l = jbd (см. рис.); магнитное поле перпендикулярно плоскости пластинки. На середине боковых граней, перпендикулярно току, расположены электроды, между к-рыми измеряется эдс Холла Vx.

V_x = Exb = RHj /d. (2) Т. к. эдс Холла меняет знак на обратный при изменении направления магнитного

поля на обратное, то X. э. относится к нечётным гальваномагнитным явлениям. Простейшая теория X. э. объясняет появление эдс Холла взаимодействием носителей тока (электронов проводимости и дырок) с магнитным полем. Под действием электрич. поля носители заряда приобретают направленное движение (дрейф), средняя скорость к-рого (дрейфовая скорость)V_др не равна 0. Плотность тока в проводнике j=n*ev_др где n - концентрация числа носителей, е - их заряд, при наложении магнитного поля на носители действует Лоренца сила: F = e[Hv_др], под действием к-рой частицы отклоняются в направлении, перпендикулярном v_ар и Н. В результате в обеих гранях проводника конечных размеров происходит накопление заряда и возникает электроста-тич. поле -поле Холла. В свою очередь поле Холла действует на заряды и уравновешивает силу Лоренца. В условиях равновесия eE_x =eHv_др , E_х = 1/ne Hj отсюда R = 1/ne см кубич/кулон. Знак R совпадает со знаком носителей тока. Для металлов, у к-рых концентрация носителей (электронов проводимости) близка к плотности атомов (n~~10"см³), R~ ~ 10-³ см³/кулон, у полупроводников концентрация носителей значительно меньше и R~ 10⁵см³/кулон. Коэфф. Холла R может быть выражен через подвижность носителей заряда

R указывает на преобладающий тип проводимости.

Для металлов величина R зависит от зонной структуры и формы Ферми поверхности. В случае замкнутых поверхностей Ферми и в сильных магнитных полях (Qt>>1) коэфф. Холла изотропен, а выражения для R совпадают с формулой 4, б. Для открытых поверхностей Ферми коэфф. R анизотропен. Однако, если направление Н относительно кри-сталлографич. осей выбрано так, что не возникает открытых сечений поверхности Ферми, то выражение для R аналогично 4,6.

В ферромагнетиках на электроны проводимости действует не только внешнее, но и внутр. магнитное поле: В = Н + 4пМ. Это приводит к особому ферромагнитному X. э. Экспериментально обнаружено, что Ех = (RB + R_aM)j, где R - обыкновенный, а К_а - необыкновенный (аномальный) коэфф. Холла. Между R_аи удельным электросопротивлением ферромагнетиков установлена корреляция.

Исследования X. э. сыграли важную роль в создании электронной теории твёрдого тела. X. э.- один из наиболее эффективных совр. методов изучения энер-гетич. спектра носителей заряда в металлах и полупроводниках. Зная R, можно определить знак носителей и оценить их концентрацию, а также часто сделать заключение о количестве примесей в веществе, напр, в полупроводнике. Он имеет также ряд практич. применений: используется для измерения напряжённости магнитного поля (см. Магнитометр), усиления постоянных токов (в аналоговых вычислительных машинах), в измерительной технике (бесконтактный амперметр) и т. д. (подробно см. Холла эдс датчик).

Лит.: Hall Е. Н., On the new action of magnetism on a permanent electric current, "The Philosophical Magazine", 1880, v. 10, p. 301; Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Электродинамика сплошных сред, М., 1959; 3 а и м а н Дж., Электроны и фононы. Теория явлений переноса в твердых телах, пер. с англ., М., 1962; Вайсе Г., Физика гальваномагнитных полупроводниковых приборов и их применение, пер. с нем., М., 1974; А н-г р и с т Ст., Гальваномагнитные и термомагнитные явления, в сб.: Над чем думают физики, в. 8. Физика твёрдого тела. Электрон" ные свойства твёрдого тела, М., 1972, с. 45-55. Ю. П. Гайдуков.

ХОЛЛАНД

(Holland) Сидни Джордж (18.10.1893, Гриндейл,- 5.8.1961, Уэл-лингтон), гос. деятель Новой Зеландии. В годы 1-й мировой войны 1914-18 служил в экспедиц. войсках в Европе. В 1935 впервые избран в парламент. В 1940 стал лидером бурж. Нац. партии. В 1949-57 премьер-министр. Инициатор жёстких мер в борьбе с забастовочным движением; пр-во X. подавило крупнейшую в истории Новой Зеландии забастовку 1951. В области внеш. политики X. был сторонником ориентации на США. Возглавляемое им пр-во подписало договоры о создании воен. блоков АНЗЮС (1951) и СЕАТО (1954).

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z