홀 효과 분석

전류를 전달하는 반도체를 자기장에 놓으면 홀 효과라고 불리는 현상을 관찰할 수 있습니다.
이는 자기장 속에서 움직이는 전하 캐리어에 작용하는 로렌츠 힘에 의해 발생합니다.

로렌츠 힘은 전하 캐리어를 자기장 선에 수직인 원호로 이동시킵니다.
반도체 한쪽에 편향된 전하 캐리어가 쌓이면 자기장 및 전류 흐름 방향에 수직인 전기장이 생성됩니다.

이 필드의 전압을 측정할 수 있으며 일반적으로 홀 전압 _{VHall이라고} 합니다.

홀 전압과 로렌츠 힘의 전기장이 같으면 평형 상태에 도달하여 홀 전압(_VH), 자기장(B), 전류(I)가 비례 관계를 가지며 이를 홀 계수(_RH)라고 합니다.
이것은 또한 반도체의 두께(d)에 따라 달라집니다.

홀 계수 는 다음 공식을 사용하여 주어진 자기장 및 전류와 알려진 반도체 두께에 대한 홀 전압을 측정하여 결정할 수 있습니다:

시료의 유형(p형, n형)에 따라 양 또는 음의 홀 전압이 발생합니다.
운송이 한 유형의 전하 캐리어에 의해 지배되는 경우 다음 공식을 사용하여 시료의 전하 캐리어 밀도 n과 이동도 m을 결정할 수도 있습니다:

e = 전하 캐리어의 전하, ρ = 재료의 비저항입니다.

린제이 홀 측정 장치는 넓은 온도 범위에서 사용할 수 있으며 두 가지 자석 유형으로 제공됩니다.
세 가지 고정 자기장 강도(+ 필드, 0 필드, – 필드)에서 측정하는 영구 자석과 연속 자기장 강도를 허용하는 전자석 중에서 선택할 수 있습니다.