Hallefektillä

Hallefektillä tarkoitetaan sähkömagnetismin ilmiötä, jossa sähkövirran kulkeman johtimen tai puolijohteen sisällä kohtisuorassa magneettikentässä syntyy poikittainen jännitte, Hall-jännite. Ilmiön perusta on Lorentzin voima, joka vaikuttaa liikkuviin varauksiin ja saa ne kasaantumaan johtimen sivuille. Tämä varausero luo poikittaisen sähkökentän ja mitattavan Hall-jännitteen.

Hall-jännite riippuu virrasta I, magneettikentän voimasta B ja materiaalin geometriasta; yleinen muoto on V_H = R_H I B / t, missä t on paksuus magneettikentän suunnan mukaan. Hall-kerroin R_H määritellään R_H = E_y /(J_x B). Yksinkertaisessa, yhden kantajan mallissa R_H ≈ 1/(n q), missä n on kantajien tiheys ja q varauksen suuruus; signi kertoo kantoain tyypin: elektronit antavat negatiivisen R_H:n ja aukot positiivisen.

Hallefektin ilmiötä hyödynnetään laajasti: Hall-sensorit mittaavat magneettikenttiä, nopeita asennus- ja mittauksia sekä teollisuus- ja ajoneuvosovelluksissa. Puolijohdemateriaaleissa Hall-tutkimukset antavat tietoa kantajien määrästä ja liikkuvuudesta; Hall-mobiliteetti μ_H = σ R_H tarjoaa yksinkertaisen arvion liikkuvuudesta. Historia: Hallefektin havaitsi Edwin Hall vuonna 1879.