霍爾效應是磁電效應的一種,這一現象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金屬的導電機構時(shí)發(fā)現的。
后來(lái)發(fā)現半導體、導電流體等也有這種效應,而半導體的霍爾效應比金屬強得多,當電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導體時(shí),載流子發(fā)生偏轉,垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì )產(chǎn)生一附加電場(chǎng),從而在導體的兩端產(chǎn)生電勢差,這一現象就是霍爾效應,這個(gè)電勢差也被稱(chēng)為霍爾電勢差?;魻栃獞褂米笫侄▌t判斷。


在式(1)中:若保持控制電流Ic不變,在一定條件下,可通過(guò)測量霍爾電壓推算出磁感應強度的大小,由此建立了磁場(chǎng)與電壓信號的聯(lián)系,根據這一關(guān)系式,人們研制了用于測量磁場(chǎng)的半導體器件即霍爾元件。
霍爾效應的本質(zhì)是:固體材料中的載流子在外加磁場(chǎng)中運動(dòng)時(shí),因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發(fā)生偏移,并在材料兩側產(chǎn)生電荷積累,形成垂直于電流方向的電場(chǎng),使載流子受到的洛侖茲力與電場(chǎng)斥力相平衡,從而在兩側建立起一個(gè)穩定的電勢差即霍爾電壓。
正交電場(chǎng)和電流強度與磁場(chǎng)強度的乘積之比就是霍爾系數。平行電場(chǎng)和電流強度之比就是電阻率。大量的研究揭示:參加材料導電過(guò)程的不僅有帶負電的電子,還有帶正電的空穴。