Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте www.za4et.net.ru

Промышленность и Производство Промышленность и Производство     Техника Техника

Эффект Холла

Крючки с поводками Mikado SSH Fudo "SB Chinu", №4BN, поводок 0,22 мм.
Качественные Японские крючки с лопаткой. Крючки с поводками – готовы к ловле. Высшего качества, исключительно острые японские крючки,
58 руб
Раздел: Размер от №1 до №10
Забавная пачка денег "100 долларов".
Купюры в пачке выглядят совсем как настоящие, к тому же и банковской лентой перехвачены... Но вглядитесь внимательней, и Вы увидите
60 руб
Раздел: Прочее
Совок большой.
Длина 21,5 см. Расцветка в ассортименте, без возможности выбора.
21 руб
Раздел: Совки

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра физики Реферат на тему Эффект Холла Выполнил: студент группы 32СУ1 Лазарев Герасим Проверил: преподаватель Скидан В.В. 2000 Содержание. Общие сведения Объяснение эффекта Холла с помощью электронной теории Эффект Холла в ферромагнетиках Эффект Холла в полупроводниках Эффект Холла на инерционных электронах в полупроводниках Датчик ЭДС Холла Список используемой литературы 1.Общие сведения. Эффектом Холла называется появление в провод­нике с током плотностью j, помещён­ном в магнитное поле Н, электрического поля Ех, перпендикулярного Н и j. При этом на­пряжённость электрического поля, называемого ещё полем Холла, равна: Рис 1.1 Ex = RHj si a, (1)  где a угол между векторами Н и J (a&l ;180°). Когда  H^j, то величина поля Холла Ех максимальна: Ex = RHj. Ве­личина R, называемая коэффициентом Холла, является основной характеристикой  эффекта Холла. Эффект открыт Эдвином  Гербертом Холлом в 1879 в тонких пла­стинках золота. Для наблюдения Холла эффекта вдоль прямоугольных пластин из иссле­дуемых веществ, длина которых l значитель­но больше ширины b и толщины d, про­пускается ток: I = jbd (см. рис.); здесь маг­нитное поле перпендикулярно плоскос­ти пластинки. На середине боковых граней, перпендикулярно току, распо­ложены электроды, между которыми из­меряется ЭДС Холла Vx: Vx = Ехb = RHj/d. (2) Так как ЭДС Холла меняет знак на обратный при изменении направления магнитного поля на обратное, то Холла эффект относится к не­чётным гальваномагнитным явлениям. Простейшая теория Холла эффекта объясняет появление ЭДС Холла взаимодействием носителей тока (электронов проводимости и дырок) с магнитным полем. Под дейст­вием электрического поля носители заряда приобретают направленное движе­ние   (дрейф),   средняя   скорость которого (дрейфовая скорость) vдр¹0. Плотность тока в проводнике j = evдр, где — концентрация чи­сла носителей, е — их заряд. При наложе­нии магнитного поля на носители действу­ет Лоренца сила: F = e, под действием которой частицы отклоняются в направлении, перпендикулярном vдр и Н. В результате в обеих гранях провод­ника конечных размеров происходит на­копление заряда и возникает электростатическое поле — поле Холла. В свою очередь поле Холла действует на заряды и урав­новешивает силу Лоренца. В условиях равновесия eEx = еНvдр, Ex =1/ e Hj, отсюда R = 1/ e (cмз/кулон). Знак R сов­падает со знаком носителей тока. Для металлов, у которых концентрация носи­телей (электронов проводимости) близка к плотности атомов ( »1022См-3), R~10-3(см3/кулон), у полупроводников кон­центрация носителей значительно меньше и R~105 (см3/кулон). Коэффициент Холла R мо­жет быть выражен через подвижность носителей заряда m = е /m и удельную электропроводность s = j/E = е vлр/Е: R=m/s (3) Здесь m — эффективная масса носи­телей, — среднее время между двумя последовательными соударениями с рассеивающи­ми центрами. Иногда при описании Холла эффекта вводят угол Холла j между током j и направлением суммарного поля Е: gj= Ex/E=W , где W — циклотронная частота носи­телей заряда.

В слабых полях (W &l ;&l ;1) угол Холла j»W , можно рассматривать как угол, на который отклоняется движу­щийся заряд за время . Приведённая те­ория справедлива для изотропного про­водника (в частности, для поликристал­ла), у которого m и их— постоянные вели­чины. Коэффициент Холла (для изотроп­ных полупроводников) выражается через парциальные проводимости sэ и sд и концентрации электронов э и дырок д:  (a) для слабых полей         (4)   (б) для сильных полей. При э = д, = для всей области магнитных полей : , а знак R указывает на преобладающий тип про­водимости. Для металлов величина R зависит от зонной структуры и формы Ферми поверхности. В случае замкнутых по­верхностей Ферми и в сильных магнит­ных полях (W »1) коэффициент Холла изо­тропен, а выражения для R совпадают с формулой 4,б. Для открытых поверхно­стей Ферми коэффициент R анизотропен. Одна­ко, если направление Н относительно кристаллографических осей выбрано так, что не возникает открытых сечений поверхности Ферми, то выражение для R аналогич­но 4,б. 2. Объяснение эффекта Холла с помощью электронной теории. Если металлическую пластинку, вдоль которой течет постоянный электрический ток, поместить в перпендикулярное к ней магнитное поле, то между гранями, параллельными направлениям тока и поля возникает разность потенциалов U=j1-j2 (смотри рис 2.1). Она называется Холловской разностью потенциалов (в предыдущем пункте – ЭДС Холла) и определяется выражением: uh =RbjB (2.1) Здесь  b — ширина пластинки, j — плотность тока, B — магнитная индукция поля, R — коэффициент пропорциональности, получивший название постоянной Холла. Эффект Холла очень просто объясняется электронной теорией, отсутствие магнитного поля ток в пластинке обусловливается электрическим полем Ео (смотри рис 2.2). Эквипотенциальные поверхности этого поля образуют систему перпендикулярных к вектору Ео скоростей. Две из них изображены на рисунке сплошными прямыми линиями. Потенциал во всех точках каждой поверхности, а следовательно, и в точках 1 и 2 одинаков. Носители тока — электроны — имеют отрицательный заряд, поэтому скорость их упорядоченного движения и направлена противоположно вектору плотности тока j. При включении магнитного поля каждый носитель оказывается под действием магнитной силы F, направленной вдоль стороны b пластинки и равной по модулю F=euB (2.2) В результате у электронов появляется составляющая скорости, направленная к верхней (на рисунке) грани пластинки. У этой грани образуется избыток отрицательных, соответственно у нижней грани — избыток положительных зарядов. Следовательно, возникает дополнительное поперечное электрическое поле ЕB. Тогда напряженность этого поля достигает такого значения, что его действие на заряды будет уравновешивать силу (2.2), установится стационарное распределение зарядов в поперечном направлении. Соответствующее значение EB определяется условием: eEB=euB. Отсюда: ЕB=uВ. Поле ЕB складывается с полем Ео в результирующее поле E. Эквипотенциальные поверхности перпендикулярны к вектору напряженности поля. Следовательно, они повернутся и займут положение, изображенное на рис.

2.2 пунктиром. Точки 1 и 2, которые прежде лежали на одной и той же эквипотенциальной поверхности, теперь имеют разные потенциалы. Чтобы найти напряжение воз­никающее между этими точками, нужно умножить расстояние между ними b на напряженность ЕB: UH=bEB=buB Выразим u через j, и e в соответствии с формулой j= eu. В результате получим: UH=(1/ e)bjB (2.3) Последнее выражение совпадает с (2.1), если положить R=1/ e (2.4) Из (2.4) следует, что, измерив постоянную Холла, можно найти концентрацию носителей тока в данном металле (т. е. число носи­телей в единице объема). Важной характеристикой вещества является подвижность в нем носителей тока. Подвижностью носителей тока называется средняя скорость, приобретаемая носителями при напряженности электри­ческого поля, равной единице. Если в поле напряженности Е носи­тели приобретают скорость u то подвижность их u0 равна: U0=u/E (2.5) Подвижность можно связать с проводимостьюs и концентрацией носителей . Для этого разделим соотношение j= eu на напряжённость поля Е. Приняв во внимание, что отношение j к Е дает s, а отношение u к Е - подвижность, получим: s= eu0 (2.6) Измерив постоянную Холла R и проводимость s, можно по формулам (2.4) и (2.6) найти концентрацию и подвижность носи­ли тока в соответствующем образце.  j – – – – – – – – – – 1– – – – – – – – – –  – Рис 2.1 E0 u 2 Рис 2.2 3. Эффект Холла в ферромагнетиках. В ферромагнетиках на электроны про­водимости действует не только внешнее, но и внутреннее магнитное поле: В = Н 4pМ Это приводит к особому ферромагнит­ному эффекту Холла. Экспериментально обнаруже­но, Ex= (RB RаM)j, где R — обык­новенный, a Ra — необыкновенный (ано­мальный) коэффициент Холла. Между Ra и удельным электросопротивлением ферромагнетиков установлена корреляция. 4. Эффект Холла в полупроводниках. Эффект Холла наблюдается не только в металлах, но и в полупроводниках, причем по знаку эффекта можно судить о принадлеж­ности полупроводника к - или p-типу, так как в полупроводниках -типа знак носителей тока отрицательный, полупроводниках p-типа – положительный. На рис. 4.1 сопоставлен эффект Холла для образцов с положительными и отрицательными носителями. Направление магнитной силы изменяется на противоположное как при изменении направления движения заряда, так и при изменении его знака. Следовательно, при одинаковом направлении тока и поля магнитная сила, действующая на положительные и отрицательные носители, имеет одинаковое направление. Поэтому в случае положительных носителей потенциал верхней (на рисунке) грани выше, чем нижней, а в случае отрицательных носителей — ниже. Таким образом, определив знак холловской разности потенциалов, можно установить знак носителей тока. Любопытно, что у некоторых металлов знак Uн соответствует положительным носителям тока. Объяснение этой аномалии дает квантовая теория. – – – – – – – – – – – B – – – – – – – – – – – Рис 4.1 5. Эффект Холла на инерционных электронах в полупроводниках. Предсказан новый физический эффект, обусловленный действием силы Лоренца на электроны полупроводника, движущегося ускоренно. Получено выражение для поля Холла и выполнены оценки холловского напряжения для реальной двумерной гетероструктуры.

Оптические методы особенно эффективны в сочетании с воздействиями электрического поля, деформацией кристалла и др. (модуляционные методы). Минимальная ширина запрещенной зоны определяется также и по температурной зависимости собственной проводимости или по положению красной границы собственной фотопроводимости. Наиболее полные и точные сведения об эффективных массах дают исследования циклотронного резонанса и магнитооптических явлений (см. Магнитооптика ). Для П., в которых эти методы не удаётся использовать, например из-за малой подвижности носителей, оценить массу и плотности состояний можно по величине термоэдс. В некоторых случаях эффективны исследования гальваномагнитных явлений в сильных магнитных полях, особенно в вырожденных П., где наблюдаются различные квантовые осцилляции типа Шубникова — Де Хааза эффекта . Основным методом измерения концентрации носителей и определения их знака в случае примесной проводимости является эффект Холла. Знак носителей может быть установлен и по направлению термоэдс. В сочетании с измерениями проводимости эффект Холла позволяет оценить и подвижность носителей

1. Эффект Холла

2. Квантовый эффект Холла в двумерных системах

3. Региональное промышленное производство: эффект кислородного голодания

4. Размещение промышленности в городе

5. Монтаж сборных железобетонных конструкций одноэтажного промышленного здания

6. Развитие танковой промышленности в СССР
7. Экспертиза проекта генплана промышленного предприятия
8. Автомобильная промышленность Российской Федерации

9. Золотодобывающая промышленность Амурской области

10. Нефтяная промышленность

11. Проблемы формирования промышленности европейского севера России

12. Промышленность и сельское хозяйство в ТАССР с 1945 по 1960 гг.

13. Текстильная промышленность

14. Химическая промышленность, ее отраслевой состав и значение в народном хозяйстве страны (РФ)

15. Целлюлозно-бумажная промышленность России

16. Пищевая промышленность Украины

Игра "Зообильярд".
Главное достоинство этой игры в том, что в неё могут играть все от мала до велика. Причём не просто играть, а получать удовольствие от
1019 руб
Раздел: Игры на ловкость
Детский бинокль ночного видения "Секретный агент".
Каждый ребенок знаком с героями фильмов, мультфильмов и комиксов, выполняющими секретные задания. И, безусловно, у каждого суперагента
342 руб
Раздел: Шпионские штучки
Набор фигурок "Счастливые друзья".
В наборе: 2 флокированные фигурки. Высота фигурок: 4,5 см. Материал: пластмасса. Возраст: 3+. В ассортименте представлено несколько
347 руб
Раздел: Персонажи мультфильмов, сказок

17. Нефтяная промышленность России и её роль на мировом рынке сырья

18. Угольная промышленность мира. Проблемы и перспективы

19. Промышленные типы месторождений титана

20. Управление промышленостью

21. Понятие и состав земель промышленности и иного назначения

22. Промышленный переворот, капиталистическая индустриализация и ее особенности в Германии
23. Международно-правовая охрана прав на "Промышленную собственность" (Контрольная)
24. Канцелярия Главного заводов правления - орган горнозаводской промышленностью Урала во второй половине XVIII в.

25. Промышленные компьютеры

26. Химическое загрязнение среды промышленностью

27. Химическое загрязнение среды промышленностью

28. Чрезвычайные ситуации антропогенного происхождения связанные с промышленными выбросами в окружающую среду на территории Нижегородской области

29. Парниковый эффект

30. Воздействие целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду. Природосберегающие технологии

31. Глобальное потепление - "парниковый эффект"

32. Проблема утилизации и переработки промышленных отходов

Подвеска с пищалкой, зеркальцем, прорезывателями и погремушками "Кошечка Мими".
Текстильные игрушки-подвески помогают малышу гармонично осваивать самые важные навыки! Яркие цвета развивают зрительное восприятие,
470 руб
Раздел: Игрушки-подвески
Трехколесный велосипед Funny Jaguar Lexus Trike Original Volt (цвет: графит).
Трехколесный велосипед подходит для детей от 1 года. Велосипед Volt заряжает своей энергией, зовет в дорогу. Характеристики: - удобное
2400 руб
Раздел: Трехколесные
Футбольный мяч "St. Petersburg", 23 см.
Размер: 5 (23 см). Плотность материала: 350 грамм. Материал: TPU+EVA.
729 руб
Раздел: Игрушки, фигурки

33. Промышленность и окружающая среда

34. Парниковый эффект - глобальная экологическая проблема

35. Состояние водных ресурсов и водоснабжение пищевой промышленности в регионах Российской Федерации: риски и угрозы

36. Основы промышленного рыболовства и технология рыбных продуктов

37. Организация строительства полносборного одноэтажного многопролетного промышленного здания

38. Легкая промышленность Украины
39. Промышленная робототехника
40. Особенности ЭМО на энергетических и промышленных объектах

41. Оптимальный раскрой промышленных материалов

42. Использование роботов в промышленных предприятиях

43. Основы промышленного рыболовства и технология рыбных продуктов

44. ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ

45. Промышленное здание с ЖБ каркасом

46. Исследование возможности использования эффекта автодинного детектирования в генераторах на диоде Ганна для контроля параметров вибрации

47. Энергетика СВЧ в народном хозяйстве: применение СВЧ-нагрева в пищевой промышленности

48. Эффект Ганна и его использование, в диодах, работающих в генераторном режиме

Магнит для досок Hebel Maul 6176199, круглый, 20 штук.
Цвет: разные цвета. Диаметр магнита: 20 мм. Форма магнита: круглый. Количество в упаковке: 20 штук.
595 руб
Раздел: Магниты канцелярские
Пасхальная подставка, на 8 яиц и кулич, 221x250 мм.
Размер: 221x250 мм. Оригинальная пасхальная подставка для кулича и 8 яиц. Заготовку можно расписать красками или задекорировать в технике
376 руб
Раздел: Подставки, тарелки для яиц
Настольная игра "Храбрые зайцы".
Раз в году, в середине лета, собираются зайки на лесной поляне и хвастают своими подвигами. Кто ночью совы не испугался, кто от серого
490 руб
Раздел: Карточные игры

49. Проектирование промышленного здания

50. Молочная промышленность

51. Особенности ЭМО на энергетических и промышленных объектах

52. Эффект Ганна

53. Тунельные и барьерные эффекты

54. Промышленное получение азотной кислоты
55. История получения цинка, его химические св-ва и применение цинка в промышленности
56. Газовая промышленность России

57. Амилолитические ферменты и их применение в спиртовой промышленности.

58. Газовая промышленность

59. Анализ численнности промышленно- производственного персонала предприятия

60. Анализ промышленного переворота в Англии

61. Издержки производства в длительном периоде. Эффект масштаба (Контрольная)

62. Глобализация: положительные и отрицательные эффекты

63. Холдинг компании и финансово-промышленные группы в России и за рубежом

64. Менеджерский анализ фирмы (Промышленная группа "Петросоюз")

Набор дошкольника №2 (в коробке).
Этот набор станет замечательным подарком для Вашего малыша. Набор включает в себя пластиковую парту, которая станет для ребенка прекрасным
2326 руб
Раздел: Наборы детской мебели
Перчатки Paclan, латексные, 100 штук, размер L.
Основная составляющая перчаток – натуральный латекс. Высокие барьерные качества. Высокие тактильные качестваМожно использоваться для мытья
433 руб
Раздел: Перчатки
Штора для ванной Рыжий кот "Curtain-Venice".
Штора для ванной изготовлена из 100% полиэстера с тефлоновой пропиткой. Материал ценится за свою устойчивость ко всевозможным
450 руб
Раздел: Занавески

65. Холдинг компании и финансово-промышленные группы в России и за рубежом

66. Финансово-Промышленные Группы

67. Социальная сфера промышленных предприятий в условиях рыночной экономики

68. Финансово-промышленные группы: финансовые аспекты, состояние и перспективы

69. Размещение промышленных предприятий в городе

70. Кадры, труд и оплата труда в нефтяной и газовой промышленности
71. Характеристика состояния и тенденции развития текстильной промышленности России
72. Использование репортных сделок на рынке государственных ценных бумаг для финансирования промышленных проектов

73. Приватизация предприятий отраслей оборонной промышленности

74. Промышленные отрасли естественных монополий

75. Создание мануфактурной промышленности при Петре I

76. Финансово-промышленные группы и их роль в формировании рыночной экономики

77. Промышленность Ленинграда в годы блокады

78. Развитие промышленности в период «Брежневщины»

79. Значение промышленного переворота

80. Промышленный переворот в Англии

Домик игровой с забором.
Дом предназначен для игры на свежем воздухе. Замечательный домик высокого качества, будет радовать ваших детей и вас на вашем садовом
10536 руб
Раздел: Домики и комплексы
Стиральный порошок с ферментами "Top Home", 900 г.
Порошок устраняет самые трудновыводимые и застарелые пищевые и технические пятна и убивает бактерии, делая белье идеально чистым.
353 руб
Раздел: Стиральные порошки
Кружка "Гольф", с ручками.
Оригинальная керамическая кружка.
592 руб
Раздел: Оригинальная посуда

81. Этапы и национальные особенности промышленной революции

82. Сибирская промышленность в XVIII в.в.

83. Вклад Украины в развитие технических средств промышленной системотехники

84. Перестройка танковой промышленности СССР

85. Промышленные услуги: инжиниринг

86. Разработка маркетинговой стратегии для промышленного предприятия
87. Общая постановка проблемы перекрестных эффектов
88. Эффект возрастания критического тока в YBaCuO пленках

89. Квантовая теория эффекта Допплера и абсолютное пространство

90. Эффекты при употреблении и передозировке наркотиков

91. Распределение рабочего времени руководителей российских промышленных предприятий

92. Формирование системы управленческого контроля на промышленном предприятии

93. Программа вывода промышленных предприятий из центра столицы

94. Приватизация предприятий отраслей оборонной промышленности.

95. Эффект Махариши: медитация и процесс смерти

96. Перспективы развития агробиологической промышленности в России в XXI веке

Копилка "Свинка с мелом", 20x15x16 см, арт. 223018.
Копилка поможет Вам наконец-то собрать требуемую сумму для покупки долгожданной вещицы. Регулярно удалять пыль сухой, мягкой
695 руб
Раздел: Копилки
Шкатулка для ювелирных украшений, 20x13x11 см, арт. 88253.
Шкатулка сохранит ваши ювелирные изделия в первозданном виде. С ней вы сможете внести в интерьер частичку элегантности. Беречь от
363 руб
Раздел: Шкатулки для украшений
Чековая книжка желаний "Для Неё".
Этим подарком женщина обещает исполнить несколько заветных желаний мужчины по его выбору. В каждой книжке содержится 12 листов с
390 руб
Раздел: Прочее

97. Экспериментальное исследование нелинейных эффектов в динамической магнитной системе

98. Строительство промышленного здания

99. Химическая и нефтехимическая промышленность Российской Федерации

100. Высокопроизводительная, экономичная и безопасная работа технологических агрегатов металлургической промышленности


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.