Introducci n

Introducción
El efecto Hall es fundamental en física de estado sólido y una importante herramienta de diagnóstico para la caracterización de materiales, en particular de los semiconductores. Proporciona una determinación directa de la señal de los portadores de carga, como por ejemplo electrones, o los agujeros (apéndice A), y su densidad de una muestra dada. La configuración básica se muestraen la Fig. 1: UNA tira delgada (espesor δ) de la materia de estudio se coloca en un campo magnético B orientados en ángulo recto la tira.

Fig. 1: Efecto Hall geometría. Este régimen se corresponde a nuestro laboratorio.
Una corriente I se organizó a través de la tira de izquierda a derecha, y la diferencia de tensión entre la parte superior e inferior se mide. Suponiendo que las sondas devoltímetro están alineados verticalmente , la diferencia de tensión es cero cuando B = 0. La corriente I fluye en respuesta a un campo eléctrico aplicado, con su dirección establecidos por el convenio. Sin embargo, en la escala microscópica I es el resultado de la presencia de cargas positivas en el sentido del yo, o cargas negativas mueve hacia atrás. En cualquier caso, el magnético fuerza Lorentz qv ×Bhace que el transporte de curva hacia arriba. Carga no puede salir desde la parte superior o inferior de la tira, con un desequilibrio vertical carga se acumula en la faja de Gaza.
Esta carga desequilibrada produce un campo eléctrico vertical que contrarresta la fuerza magnética, y un estado-estable situación. El campo eléctrico vertical se puede medir con un diferencia de potencial transversal enel voltímetro.
Supongamos ahora que los portadores de carga que los electrones ( q = -e ). En este caso carga negativa se acumula en la franja superior de manera que el voltímetro, leer un negativo diferencia de potencial. Alternativamente, las compañías aéreas deben ser hoyos ( q = +e ) se mide una tensión positiva.
El argumento anterior proporciona una imagen simple de pensar en el efecto Hall, y de hecho lleva a la respuesta correcta si se persiguen. Sin embargo, esto supone una corriente constante de los portadores de carga que circula en el conductor en una sola dirección, con velocidad constante.
Por ejemplo, ¿por qué no acelerar los transportistas? La verdadera naturaleza de conducción macroscópica es un poco más complicado, apoyándose en una media estadística en los distintosmovimientos de la compañía. En la siguiente sección, analizaremos brevemente en este tema.
2. El análisis y la teoría del efecto Hall
Antes de examinar el efecto de los campos magnéticos sobre los conductores, necesitamos algún modelo para describir el flujo de las corrientes en respuesta a campos eléctricos. Para ello utilizaremos el Análisis teoría de conductores. Esto es un simple modelo clásico,y muchos de sus conceptos a la cuantía. Más cuidadosamente en cuenta el modelo Drude se puede encontrar en el primer capítulo de "Física del Estado Sólido" por Ashcroft y Mermin.
Análisis del modelo se prevé un conductor como un gas de corriente libre de recargos. El libremente aleatoria los portadores móviles sufren colisiones en promedio cada τ segundos. El parámetro τ es llamado el tiempo derelajación1 describiendo la (por otra parte no especificada) eventos de colisión. , Y es la única función.

Fig. 2: Ejemplo de un portador de carga aleatoria de trayectoria tras cuatro eventos de colisión.
La Figura 2 indica la idea básica. Las sólidas líneas de color negro muestran una trayectoria específica de un portador de carga en ausencia de cualquier fuerza externa. Continúa con unaconstante.
Uno podría pensar que las colisiones se producen más a menudo el más rápido las partículas se mueven, por lo que τ puede depender de la velocidad promedio de partículas V. Sin embargo, veremos que la velocidad térmica las compañías se trasladan con entre colisiones es muy superior a v.
Velocidad en alguna dirección hasta que experimenta un choque térmico. El rojo las líneas de puntos indican...