Calculateur de coefficient de Hall

Le coefficient de Hall d'un conducteur est la constante de matériau signée qui transforme une tension de Hall mesurée, l'épaisseur de l'échantillon, le courant et le champ magnétique en un volume par unité de charge. Ce calculateur accepte quatre nombres SI —tension de Hall en volts, épaisseur du conducteur en mètres, intensité du champ magnétique en teslas et courant en ampères— et renvoie R_H selon l'identité fermée R_H égale à V_H fois t divisé par I fois B, exprimé en mètres cubes par coulomb. Un courant nul est rejeté pour la même raison.

Ce que le coefficient de Hall signifie pour un conducteur parcouru par un courant dans un champ magnétique

Lorsqu'un conducteur parcouru par un courant se trouve dans un champ magnétique non parallèle au courant, les porteurs de charge subissent une force de Lorentz qui les dévie vers l'une des faces de l'échantillon. La charge s'accumule jusqu'à ce que le champ électrique de cet amas équilibre la force magnétique, et la tension mesurée à travers l'échantillon, perpendiculaire au courant et au champ, est la tension de Hall V_H.

Le coefficient de Hall R_H est défini de sorte que cette tension mesurée, l'épaisseur t du conducteur le long du champ, le courant I et l'intensité de champ B se réduisent à une seule propriété du matériau : R_H égale à V_H fois t divisé par I fois B, d'unité SI mètres cubes par coulomb. Pour un seul type de porteur le coefficient est aussi un sur n q, si bien qu'un R_H négatif indique des électrons comme porteurs majoritaires (n-type) et un R_H positif indique des trous (p-type).

Les métaux montrent en général des coefficients minuscules, près de dix à la moins dix ou dix à la moins onze mètres cubes par coulomb, car la densité de porteurs est énorme ; les semi-conducteurs dopés peuvent être plus grands de plusieurs ordres de grandeur, raison pour laquelle les mesures Hall restent un pilier de la caractérisation de wafers, du contrôle d'alliages et des kits scolaires d'effet Hall.

Cette capacité utilise la forme de laboratoire à quatre nombres, non l'identité microscopique un sur n q, et ne convertit ni gauss, ni millimètres, ni millivolts pour vous. Le signe de R_H suit les signes que vous fournissez pour V_H, I et B, c'est pourquoi inverser l'aimant ou le courant doit inverser la tension de Hall si les sondes sont câblées de façon cohérente.

Unités, chiffres de laboratoire et ce que ce calculateur n'est pas

Gardez les unités strictement SI : convertissez millivolts en volts, millimètres ou micromètres en mètres, gauss ou milliteslas en teslas (un tesla vaut dix mille gauss) et milliampères en ampères avant l'appel, car ce calculateur n'étend ni préfixes ni symboles d'unité. Un kit scolaire typique en bande de cuivre peut indiquer quelques microvolts de tension de Hall à plusieurs ampères dans une fraction de tesla, ce qui donne un R_H de l'ordre de dix à la moins dix mètres cubes par coulomb avec un signe négatif pour les électrons.

Une barre de semi-conducteur faiblement dopé peut produire des millivolts de tension de Hall à des milliampères, si bien que la même formule renvoie un coefficient bien plus grand dont le signe vous indique n-type versus p-type sans un outil séparé de densité de porteurs. Le signe de R_H suit ceux de V_H, I et B : inversez le champ ou le courant et la tension de Hall doit s'inverser ; sinon, vérifiez le câblage des sondes avant de faire confiance au coefficient.

Cette page s'adresse à qui cherche coefficient de Hall, constante de Hall ou R_H égale à V_H t sur I B ; ce n'est pas un solveur de tension de Hall pour V_H inconnue, ni un calculateur de densité de porteurs (bien que n vaille un sur la valeur absolue de R_H fois e pour un seul porteur), ni un outil de mobilité Hall, ni un convertisseur gauss vers tesla.

Préférez cette capacité lorsque vous avez déjà V_H, t, I et B et n'avez besoin que du coefficient en mètres cubes par coulomb.