
【計】 Hall constant
quickly; suddenly
ear; erbium
【醫】 aures; auri-; auris; ear; ot-; oto-
constant; invariable
【計】 C
【化】 constant
【醫】 constant
【經】 constant
霍爾常數(Hall Constant),又稱霍爾系數(Hall Coefficient),是描述材料在磁場中産生霍爾效應強弱的重要物理參數。其定義為在垂直電流方向和磁場方向的平面上産生的霍爾電場強度 ( E_H ) 與電流密度 ( J ) 和外加磁感應強度 ( B ) 乘積的比值,數學表達式為:
$$ R_H = frac{E_H}{J cdot B} $$
載流子類型判别
霍爾常數的符號直接反映材料中載流子的帶電屬性:
載流子濃度計算
對于非簡并半導體等理想情況,霍爾常數與載流子濃度 ( n ) 的關系為:
$$ R_H = frac{1}{n cdot q} $$
其中 ( q ) 為電子電荷量(( 1.6 times 10^{-19} , text{C} ))。通過測量 ( R_H ) 可直接推算載流子密度。
遷移率關聯
結合電導率 ( sigma ) 的測量,可進一步計算載流子遷移率 ( mu ):
$$ mu = |R_H| cdot sigma $$
系統闡述霍爾效應的微觀機制及常數推導過程。
提供霍爾系數測量标準及材料數據庫(鍊接)。
最新研究如 Phys. Rev. B 多篇論文探讨強磁場下霍爾常數的量子化現象。
霍耳常數(Hall constant,又稱霍爾系數)是描述材料在磁場中産生霍爾效應強弱的關鍵物理參數。以下是其詳細解釋:
定義與物理意義
霍耳常數(RH)反映了材料在外加磁場下産生橫向電勢差(霍爾電壓)的能力。其值越大,材料的霍爾效應越顯著。對于半導體等材料,RH的正負還可判斷載流子類型(正電荷空穴為正值,負電荷電子為負值)。
計算公式
根據霍爾效應原理,霍爾電勢差 ( U_H ) 與電流 ( I )、磁感應強度 ( B ) 的關系為:
$$ U_H = R_H cdot frac{I cdot B}{delta} $$
其中,( delta ) 為材料厚度。霍耳常數的表達式為:
$$ R_H = mu cdot rho $$
(mu) 是載流子遷移率,(rho) 為材料電阻率。通過載流子濃度 ( n ) 和電荷量 ( q ),也可表示為 ( R_H = frac{1}{nq} )。
單位與量綱
霍耳常數的國際單位通常為立方米每庫侖(m³/C)或伏·米/(安·特斯拉)(V·m/(A·T)),具體取決于公式中參數的選取方式。
應用領域
主要用于半導體材料特性分析、磁場測量傳感器設計(如霍爾元件)以及凝聚态物理中的載流子行為研究。例如,通過測量RH可推算半導體中載流子濃度和遷移率。
補充說明:需注意區分霍耳常數(RH)與霍爾靈敏度(KH,單位通常為V/(A·T)),後者更側重于器件的電壓輸出特性。英文術語可參考為“Hall constant”。
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