Основні гальваномагнітні ефекти

Гальваномагнітними називаються ефекти, суть яких полягає в зміні фізичних властивостей провідників або напівпровідників при протіканні через них електричного струму і одночасної дії на них магнітного поля. До них належить ефект Холла, магніторезистивний ефект (ефект Гауса), ефект Нериста та інші.

Суть ефекту Холла полягає у виникненні поперечної різниці потенціалів (ЕРС Холла) під дією електричного струму, що проходить через гальваномагнітний елемент та перпендикулярного до нього магнітного потоку.

Магніторезистивний ефект проявляється в зміні електричного опору провідника під дією магнітного поля.

Гальваномагнітні ефекти найсильніше виражені в напівпровідниках із суто електронною або суто дірковою провідністю (германій, кремній, вісмут, арсенід індію, арсеніт галію, селенід ртуті, арсенід кадмію та інші), з яких і виготовляються гальваномагнітні перетворювачі.

Рис. 1 - До пояснення ефекту Холла

Суть гальваномагнітного ефекту Холла можна пояснити так. Якщо через відносно довгу пластину l>>b), виконану з напівпровідника, наприклад, з n-провідністю, поміщену в магнітне поле (рис.1), пропустити в напрямі осі X електричний струм І, то на кожний електрон, що рухається всередині пластини, діє сила Лоренца. Якщо вектор індукції В нормальний до площини пластини, тобто спрямований вздовж осі Z, сила Лоренца дорівнює

де ео - заряд електрона, v -середня швидкість руху носіїв заряду в напрямку лінії струму.

Під дією цієї сили електрони будуть відхилятися до однієї із поздовжніх граней пластини, внаслідок чого їх концентрація збільшиться, а на протилежній грані - зменшиться. Це приведе до просторового розподілу зарядів і до появи деякої різниці потенціалів між гранями і, відповідно, до виникнення поперечної складової напруженості Е_у електричного поля, що називається напруженістю Холла.