Analyse de l'effet Hall

Lorsqu’un semi-conducteur parcouru par un courant est placé dans un champ magnétique, on peut observer ce que l’on appelle l’effet Hall.
Il est causé par la force de Lorentz qui agit sur les porteurs de charge en mouvement dans un champ magnétique.

La force de Lorentz déplace alors les porteurs de charge en forme d’arc, perpendiculairement aux lignes du champ magnétique.
L’accumulation des porteurs de charge déviés sur un côté du semi-conducteur crée un champ électrique perpendiculaire au champ magnétique et au sens de circulation du courant.

La tension de ce champ peut être mesurée et est généralement appelée tension de Hall _VHall.

Lorsque le champ électrique de la tension de Hall et la force de Lorentz sont égaux, un état d’équilibre est atteint, de sorte qu’il existe une relation proportionnelle entre la tension de Hall (_VH), le champ magnétique (B) et l’intensité du courant (I), qui est appelée coefficient de Hall (_RH).
Ce coefficient dépend également de l’épaisseur du semi-conducteur (d).

Le coefficient de Hall peut donc être déterminé en mesurant la tension de Hall pour un champ magnétique et un courant donnés et une épaisseur de semi-conducteur connue, à l’aide de la formule suivante :

En fonction du type d’échantillon (type p, type n), on obtient une tension de Hall positive ou négative.
Si le transport est également dominé par un type de porteur de charge, la densité de porteurs de charge n et la mobilité m de l’échantillon peuvent également être déterminées à l’aide de la formule suivante :

Avec e = charge du porteur de charge et ρ = résistivité du matériau.

L’instrument de mesure Linseis Hall peut être utilisé dans une large gamme de températures et est disponible avec deux types d’aimants différents.
Vous pouvez choisir entre un aimant permanent, qui mesure à trois niveaux de champ magnétique fixes (champ +, champ 0 et champ -), et un électroaimant, qui permet des niveaux de champ magnétique continus.