Типы эффекта Холла

Эффект Холла – возникновение на краях пластины, через которую пропускают магнитный поток разности потенциалов. Данное явление было открыто в 1879 году американским физиком и было названо в его честь. В настоящий момент нашло широкое применение в различных областях промышленности и коммуникаций так как позволяет конструировать чувствительные датчики.

Это явление относят к частному случаю проявления силы Лоренца, то есть взаимодействия заряженных частиц с магнитным полем. Для появления эффекта нужно поместить полупроводник в форме пластины перпендикулярно направлению силовых линий магнита. В зависимости от их направления и силы тока электроны сместятся. Это приведет к возникновению потенциалов на краях пластины, которые можно зарегистрировать при помощи измерительных приборов.

Разновидности эффекта Холла

Существуют различные вариации данного явления, обусловленные особенностями физических процессов, протекающих в проводнике. К наиболее часто встречающимся относят:

• Аномальный ЭХ. Возникает без воздействия на проводник магнитного поля, только под влиянием проходящего через пластину тока.
• Квантовый ЭХ. Возникает при воздействии мощного магнитного поля на двумерные газы, в которых расстояние между частицами уменьшается до близких к длине де Бройля. В результате создается плато сопротивления в поперечине и проявляется ЭХ. Бывает дробным и целочисленным. Дробный был открыт относительно недавно (в 1982 году), наблюдается только в чрезвычайно мощных магнитных полях.
• Спиновый ЭХ. Проявляется в виде отклонения носителей тока с противоположными спинами в стороны перпендикулярные электрическому полю. Существует внешний (связан со спи-зависимым рассеянием) и внутренний (возникает при спин-орбитальном взаимодействии) спиновый ЭХ. Непосредственные наблюдения этого процесса стали реальными только в начале XXI века, до этого он был теоретически предсказан советскими физиками Дьяконовым и Перелем (в 1971 году).

Применение

Этот физический феномен лег в основу множества датчиков и систем измерения (пример оборудования: nanoafm.ru/produktsiya/sistemy-izmereniya-i-manipulyatsii), позволяющих измерить напряженность магнитного поля с чрезвычайно высокой точностью. Их активно используют в двигателестроении, где они дают возможность точно определить угол, на который поворачивается вал мотора.

Подобные датчики присутствуют практически во всех современных смартфонах, без них была бы невозможной эффективная работа систем навигации. Также они применяются в электростартерах ДВС, разнообразных измерительных приборах. Даже продвинутые системы охлаждения персональных компьютеров не обходятся без этих сенсоров.

Источник: https://nanoafm.ru/