Физика твердого тела. Полупроводники, диэлектрики, магнетики. Морозов А.И. - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

20
2. Гальваномагнитные явления
2.1. Эффект Холла
Как видно из названия главы, к таковым относят явления,
связанные с протеканием тока в магнитном поле. Самое
известное из этих явлений, с которым вы уже познакомились в
курсе общей физики, это эффект Холла. Напомним его суть. На
носители заряда в магнитном поле действует сила
Лоренца
[
]
Bvq
L
r
r
r
,=ℑ , (2.1)
где q - заряд носителя, v
r
- его скорость, а B
r
- магнитная
индукция в месте нахождения носителя. В отсутствие тока, в
силу хаотичности движения НЗ, какого-либо их
перераспределения под действием силы Лоренца не происходит,
хотя траектории движения НЗ изменяются (искривляются). При
протекании тока средняя скорость НЗ отлична от нуля и равна
qn
j
v
r
r
=〉〈
, (2.2)
где
j
v
- плотность тока, n - концентрация НЗ. Поэтому в
магнитном поле возникнет холловская составляющая тока,
перпендикулярная направлению
j
v
при 0
=
B
r
. В рассматриваемой
нами простой геометрии эксперимента, когда напряженность
приложенного электрического поля
BE
r
r
⊥
0
(рис.2.1) и
постоянный ток в направлении, перпендикулярном
0
E
r
, течь не
может, включение магнитного поля приведет к появлению на
поверхности проводника электрических зарядов. Холловский ток
после переходного процесса исчезнет, но возникнет холловская
напряженность электрического поля
H
E
r
. Значение ее таково,
что сила, с которой это поле действует на НЗ
H
Eq
r
, полностью
компенсирует действие силы Лоренца. Следовательно,
jB
H
R
nq
jB
H
E ≡= , (2.3)
где 
                                20

                2.   Гальваномагнитные явления

     2.1. Эффект Холла

     Как видно из названия главы, к таковым относят явления,
связанные с протеканием тока в магнитном поле. Самое
известное из этих явлений, с которым вы уже познакомились в
курсе общей физики, это эффект Холла. Напомним его суть. На
носители заряда в магнитномr поле действует     сила Лоренца
                                    r r
                           ℑ L = q[v , B ],                    (2.1)
                          r                           r
где q - заряд носителя, v - его скорость, а B - магнитная
индукция в месте нахождения носителя. В отсутствие тока, в
силу    хаотичности     движения         НЗ,      какого-либо    их
перераспределения под действием силы Лоренца не происходит,
хотя траектории движения НЗ изменяются (искривляются). При
протекании тока средняя скорость НЗ r отлична от нуля и равна
                              r
                             〈v 〉 = j ,                        (2.2)
                                      qn
     v
где j - плотность тока, n - концентрация НЗ. Поэтому в
магнитном поле возникнет холловская         r составляющая тока,
                                  v
перпендикулярная направлению j при B = 0 . В рассматриваемой
нами простой геометрии эксперимента, когда    r     r напряженность
приложенного электрического поля E0 ⊥ B (рис.2.1) и
                                                         r
постоянный ток в направлении, перпендикулярном E0 , течь не
может, включение магнитного поля приведет к появлению на
поверхности проводника электрических зарядов. Холловский ток
после переходного процесса исчезнет,r но возникнет холловская
напряженность электрического поля E H . Значение ее таково,
                                                     r
что сила, с которой это поле действует на НЗ qE H , полностью
компенсирует действие силы Лоренца. Следовательно,
                           jB
                    EH =      ≡ RH jB ,                        (2.3)
                          qn
где

Страницы