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材料物理第9章输运性质 9.2 半导体的输运性质 9.2.4、霍尔效应 材料物理 上海大学 9.2.4、霍尔效应 1879年霍尔 (E. H. Hall) 研究在磁场中的载流导体， 发现当磁场B (设沿z方向) 垂直于电流j x 时，在垂直 于电流和磁场方向导体两边 (沿y 方向) 有电压降。 将一半导体放在磁场中,磁场沿z方向，如在半导体中沿x方向通以电 流，电流密度为J ，则沿y 方向将产生一电场，此为霍尔效应。 x 图9-17 霍尔效应 (a)P型半导体 (b)n型半导体 材料物理 上海大学 E R y (9 −49) 霍尔系数： J B x z 以p型半导体为例: 沿x方向通以电流，空穴以漂移速度v 沿x方向运动,则电流密度为： x J x pqv x (9 −50) 在稳恒状态下，霍尔电场对空穴的作用 力与罗仑兹力抵消， qE qv B (9 −51) y x z 则 E v B (9 −52) y x z 1 R (9 −53) 可得霍尔系数： p pq −1 同理: Rn (9 −54) nq 材料物理 上海大学 霍尔效应的应用 利用霍尔效应可制成磁场计，用来测量磁感应强度； 由霍尔系数的符号可判定半导体的导电类型； 由霍尔系数的绝对值可确定载流子浓度n或p ； 在计算机和自动控制系统中，霍尔器件可用来制作非接 触开关和传感器； 在强磁场、极低温条件下，在半导体界面二维体系中观 察到整数和分数量子霍尔效应，对深入理解量子化现象起 了很大的推动作用。 E R y (9 −49) J B 材料物理 上海大学 x z 9.2.5、p-n结 载流子浓度差 P型半导体 N型半导体 n区的电子向Ｐ区扩散，并在n － － － － + + + + 型区表面留下带正电的离化施主；