Hallov efekt

Hallov efekt [hɔ:l] (po Edwinu Herbertu Hallu koji ga je uočio 1879), pojava u tankoj metalnoj ili poluvodičkoj pločici kojom teče električna struja gustoće Jx, pod djelovanjem okomitoga magnetskoga polja indukcije Bz, stvaranja transverzalnoga električnoga polja jakosti Ey = RH · Jx · Bz (RH je Hallova konstanta ili Hallov otpor) i poprečnoga električnoga napona. Električna struja, magnetsko polje i električno polje međusobno su okomiti i, ako tvore desni koordinatni sustav, Hallov efekt je normalan (konstanta RH je negativna). U obratnom slučaju (konstanta RH je pozitivna) efekt je anomalan. Hallov je efekt jači za poluvodiče, a slabiji za vodiče. Objašnjenje anomalnoga Hallova efekta bila je jedna od najvećih teškoća klasične elektromagnetske teorije. Protumačila ga je tek kvantna teorija čvrstih tijela.

Hallov pretvarač (Hallov generator) izveden je na temelju Hallova efekta, a primjenjuje se u mjernoj i računalnoj tehnici: za mjerenje jakosti magnetskoga polja reda 10–5 A/m do reda 105 A/m, za pretvorbu neelektričnih veličina u električne, analizu spektra električnih i magnetskih signala, mjerenje razlike faza, istraživanje magnetskih tokova, pretvorbu signala i sl.

Kvantni Hallov efekt je odstupanje Hallova otpora od linearne ovisnosti o jakosti magnetskoga polja pri Hallovu efektu u ekstremnim uvjetima. Uočio ga je Klaus von Klitzing 1980. Pojavljuje se pri magnetskoj indukciji većoj od 10 T, temperaturi manjoj od 1 K i ograničenosti gibanja elektronskoga plina na dvije dimenzije, tj. onemogućenosti gibanja elektrona u smjeru magnetskoga polja. Za mjerenje kvantnoga Hallova efekta nužni su poluvodiči koji omogućuju smještanje slobodnih elektrona u vrlo tank sloj paralelan s površinom uzorka. Diskretne vrijednosti Hallova otpora (Hallovi platoi) koje se opažaju u tim uvjetima ne ovise o materijalu uzorka i mogu se izraziti preko temeljnih prirodnih konstanti RH = qh/e², gdje je q racionalni broj, h Planckova konstanta, a e elementarni električni naboj.

Hallov efekt. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 15.10.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=70173>.