5.5   Ефект Холла у напівпровідниках

Вивчення властивостей напівпровідників починається з визначення знаку і концентрації носіїв заряду. Найчастіше при цьому використовується ефект Холла – виникнення поперечної ЕРС при проходження струму в магнітному полі.

Суть ефекту Холла полягає у такому. Якщо через металеву пластину (рис. 5.6) пропустити електричний струм І, який буде спрямований перпендикулярно до ліній зовнішнього магнітного поля , то в провіднику буде виникати електричне поле, перпендикулярне до вектора густини струму  і вектора індукції магнітного поля .

 

Елементарна теорія ефекту Холла в металах випливає із того, що під дією сили Лоренца електрони будуть зміщуватися, при такій геометрії, як на рис. 5.6, на верхню поверхню пластини до того часу, поки не зрівняються сили Кулона та Лоренца:

 або =.

Оскільки густина струму  , то для напруженості електричного поля Холла можна записати

,                  (5.8)

де  - стала Холла.

Співвідношення (5.8) може бути застосованим і до домішкових напівпровідників, але стала Холла  (для n-типу) або  (для р-типу). У випадку власного напівпровідника співвідношення для  складніше:

.

Його можна записати дещо інакше, припустивши, що :

.

Таким чином, знак  повністю залежить від величини  (якщо , то <0 і навпаки).