
【计】 Hall constant
quickly; suddenly
ear; erbium
【医】 aures; auri-; auris; ear; ot-; oto-
constant; invariable
【计】 C
【化】 constant
【医】 constant
【经】 constant
霍尔常数(Hall Constant),又称霍尔系数(Hall Coefficient),是描述材料在磁场中产生霍尔效应强弱的重要物理参数。其定义为在垂直电流方向和磁场方向的平面上产生的霍尔电场强度 ( E_H ) 与电流密度 ( J ) 和外加磁感应强度 ( B ) 乘积的比值,数学表达式为:
$$ R_H = frac{E_H}{J cdot B} $$
载流子类型判别
霍尔常数的符号直接反映材料中载流子的带电属性:
载流子浓度计算
对于非简并半导体等理想情况,霍尔常数与载流子浓度 ( n ) 的关系为:
$$ R_H = frac{1}{n cdot q} $$
其中 ( q ) 为电子电荷量(( 1.6 times 10^{-19} , text{C} ))。通过测量 ( R_H ) 可直接推算载流子密度。
迁移率关联
结合电导率 ( sigma ) 的测量,可进一步计算载流子迁移率 ( mu ):
$$ mu = |R_H| cdot sigma $$
系统阐述霍尔效应的微观机制及常数推导过程。
提供霍尔系数测量标准及材料数据库(链接)。
最新研究如 Phys. Rev. B 多篇论文探讨强磁场下霍尔常数的量子化现象。
霍耳常数(Hall constant,又称霍尔系数)是描述材料在磁场中产生霍尔效应强弱的关键物理参数。以下是其详细解释:
定义与物理意义
霍耳常数(RH)反映了材料在外加磁场下产生横向电势差(霍尔电压)的能力。其值越大,材料的霍尔效应越显著。对于半导体等材料,RH的正负还可判断载流子类型(正电荷空穴为正值,负电荷电子为负值)。
计算公式
根据霍尔效应原理,霍尔电势差 ( U_H ) 与电流 ( I )、磁感应强度 ( B ) 的关系为:
$$ U_H = R_H cdot frac{I cdot B}{delta} $$
其中,( delta ) 为材料厚度。霍耳常数的表达式为:
$$ R_H = mu cdot rho $$
(mu) 是载流子迁移率,(rho) 为材料电阻率。通过载流子浓度 ( n ) 和电荷量 ( q ),也可表示为 ( R_H = frac{1}{nq} )。
单位与量纲
霍耳常数的国际单位通常为立方米每库仑(m³/C)或伏·米/(安·特斯拉)(V·m/(A·T)),具体取决于公式中参数的选取方式。
应用领域
主要用于半导体材料特性分析、磁场测量传感器设计(如霍尔元件)以及凝聚态物理中的载流子行为研究。例如,通过测量RH可推算半导体中载流子浓度和迁移率。
补充说明:需注意区分霍耳常数(RH)与霍尔灵敏度(KH,单位通常为V/(A·T)),后者更侧重于器件的电压输出特性。英文术语可参考为“Hall constant”。
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