ホール‐こうか〔‐カウクワ〕【ホール効果】
ホール効果
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/04/21 02:51 UTC 版)
ナビゲーションに移動 検索に移動ホール効果（ホールこうか、英: Hall effect）とは、電流の流れているものに対し、電流に垂直に磁場をかけると、電流と磁場の両方に直交する方向に起電力が現れる現象。主に半導体素子で応用される。1879年、米国の物理学者エドウィン・ホール（英: Edwin Herbert Hall, 1855-1938）によって発見されたことから、このように呼ばれる。
概要
p型またはn型の半導体試料において、x方向に電流を流し、ｚ方向に磁場をかける。この時試料を流れている荷電粒子（キャリア）は磁場によるローレンツ力を受けてｙ方向に加速される。これによって、試料の表面にキャリアがたまり、電流と磁場の両方に直交する方向に電場（ホール電場）が生じ、起電力が発生する。ホール効果はホール素子による磁場の検出のほか、半導体の電気的特性の測定に応用される。ホール電圧の符号と大きさから半導体のキャリアの種類と密度がわかる。また、金属は半導体に比べキャリア密度が大きく、ホール電圧が微小な値となるため、この現象を利用した物性測定は半導体が主である。
しかしながら、強磁性金属など磁化を帯びた物質中では、この磁化に起因するホール電圧が生じることもある。このような強磁性体の磁化に起因するホール効果を特に異常ホール効果と呼ぶ。また物質中のスピン軌道相互作用に起因してそれぞれ逆向きのスピンを有するキャリアが逆方向へと散乱されるスピンホール効果も近年注目を集めている。
関係式
試料に図のようにｘ方向に電流を流しながら、 これと垂直な ｚ方向に磁場を加えると、 磁場中を動くキャリアはローレンツ力を受ける。
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