홀 effect

목차

1.제목:홀 effect

2.목적

3.이론

4.실험방법

5.결과 및 분석

6.고찰

본문내용

자기장 내에서 움직이는 전하는 힘(로렌츠 힘)을 받는다. 힘을 받은 전하는 힘의 방향으로 움직이나 박막, 도선 등 제한된 크기의 물체내에 있는 전하의 경우에는 전하가 물체의 바깥으로 쉽게 나갈 수가 없으므로, 이들 경우에는 전자뿐이나, 반도체물질의 경우에는 type에 따라서 전자화 홀(전자가 있을 자리에 빠져 있는 것을 마치 +e의 양전하를 갖는 입자로 생각한다.)일 수 있다. 전류와 자기장에 수직한 벽면이 전위차를 측정해보면, 그 극성으로부터 전하의 부호를 알 수 있다.
이렇게 전하의 분포가 균일했던 상태에서 벗어나 한 쪽에 쌓이게 되면 이들 전하에 의해 내부에 전기장 생겨나 더 이상의 전하가 쌓이는 것을 억제한다. 결국 충분한 시간이 지나면 평형상태에 도달하게 되는데, 이 때는 전기장에 의한 전기력과 자기장에 의한 로렌츠 힘이 같은 크기(방향은 반대)가 되는 때이다. 이로부터 생겨난 전위차를 Hall voltage라고 부른다
Hall voltage는 이고, 전하(q)에 미치는 전기력은 크기가 이며, 로렌츠 힘은 크기가 이므로 Hall effect에 의한 내부 전기장은 이다. 또, Hall voltage는 가 된다. Hall voltage를 측정하고 전기장(B)과 y-방향으로의 크기(폭) d를 알면 전하의 속도를 알 수 있다. 또, 전하의 속도와 전류밀도 J 사이에는 의 관계가 있어, Hall voltage의 측정으로부터 전하운반자의 density(즉, 단위 부피당 존재하는 charge carrier의 수) n을 알아낼 수 있다.

참고 자료

없음