ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ Ρ…ΠΎΠ»Π»Π° – Как ΠŸΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠŸΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΠΈΡ‚ΡŒ Или Π—Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ, Π“Π΄Π΅ Находится, ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ Π Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, ΠŸΡ€ΠΈΠ·Π½Π°ΠΊΠΈ НСисправности, Π›ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹ΠΉ Или Аналоговый, Π”Π²ΡƒΡ…ΠΊΠΎΠ½Ρ‚ΡƒΡ€Π½ΠΎΠ΅ Π—Π°ΠΆΠΈΠ³Π°Π½ΠΈΠ΅

Π‘ΠΎΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Π½ΠΈΠ΅

ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, тСория, Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π°, ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅

ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° β€” ΠΎΠ΄Π½Π° ΠΈΠ· самых популярных Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΉ измСрСния ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля.Β Π’ этом постС Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΎΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ Π΅Π³ΠΎ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, объяснСниС Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ, Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π°, ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅, Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ расчСты для напряТСния Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, коэффициСнта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ носитСлСй заряда, подвиТности Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΈ плотности ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля.

ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΡΠ΅Ρ‚ ΠΏΠΎΠ²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ носитСлСй заряда ΠΏΡ€ΠΈ воздСйствии элСктричСского ΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΉ.Β Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ Ρ€Π°ΡΡˆΠΈΡ€Π΅Π½ΠΈΠ΅ силы Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°, которая являСтся силой, Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Π½Π° носитСли заряда (элСктроны ΠΈ отвСрстия), проходящиС Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅.

Π”Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ, Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎ этому ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΡƒ, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.Β Π­Ρ‚ΠΈ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ большим спросом ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ приблиТСния, ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ‚Π΅Π»ΠΈ, Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ скорости вращСния колСс, Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ полоТСния ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊ Π΄Π°Π»Π΅Π΅.

Π˜ΡΡ‚ΠΎΡ€ΠΈΡ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π±Ρ‹Π» Π½Π°Π·Π²Π°Π½ Π² Ρ‡Π΅ΡΡ‚ΡŒ амСриканского Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ° Π­Π΄Π²ΠΈΠ½Π° Π₯ΠΎΠ»Π»Π° (1855–1938).Β Π’ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ ΠΎΠ½ Π±Ρ‹Π» прСдставлСн ΠΌΠΈΡ€Ρƒ Π² 1879 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ.

Π½Π° ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΠ΅ Π­Π΄Π²ΠΈΠ½ Π₯ΠΎΠ»Π»

Π’ 1879 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ ΠΎΠ½ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠ», Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ / ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ с Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠΌ располоТСн пСрпСндикулярно ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌΡƒ полю, гСнСрируСтся напряТСниС, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ΄ прямым ΡƒΠ³Π»ΠΎΠΌ ΠΊ ​​пути Ρ‚ΠΎΠΊΠ°.Β Π’ Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ этого Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ Π² ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π΅ считался Ρ‡Π΅ΠΌ-Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΡ…ΠΎΠΆΠΈΠΌ Π½Π° Ρ‚Π΅ΠΊΡƒΡ‰ΡƒΡŽ ΠΆΠΈΠ΄ΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² Ρ‚Ρ€ΡƒΠ±Π΅.

ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ магнитная сила Π² Ρ‚ΠΎΠΊΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ скучСнности Π½Π° ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ Ρ‚Ρ€ΡƒΠ±Ρ‹ ΠΈΠ»ΠΈ (ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π°).Β Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΡΠ΅Ρ‚ Π½Π°ΡƒΠΊΡƒ, Π»Π΅ΠΆΠ°Ρ‰ΡƒΡŽ Π² основС эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Π³ΠΎΡ€Π°Π·Π΄ΠΎ Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅. ВСория этого Π·Π°Π»Π°, бСзусловно, Π½Π°ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄ΠΈΠ»Π° своС врСмя.Β Π›ΠΈΡˆΡŒ Π΄Π²Π° дСсятилСтия спустя, с Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π° ΠΈ использованиС эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π±Ρ‹Π»ΠΈ эффСктивно ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Ρ‹.

ΠŸΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ этот ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ использовался для классификации химичСских ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†ΠΎΠ². ПозднСС Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° (с использованиСм ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… соСдинСний арсСнида индия) стали источником для измСрСния постоянного ΠΈΠ»ΠΈ статичСского ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля, Π½Π΅ поддСрТивая Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ Π² Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ. ПослС дСсятилСтия Π² 1960-Ρ… Π³ΠΎΠ΄Π°Ρ… появились ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ.Β Π­Ρ‚ΠΎ Π±Ρ‹Π»ΠΎ врСмя, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° элСмСнты Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π±Ρ‹Π»ΠΈ ΠΎΠ±ΡŠΠ΅Π΄ΠΈΠ½Π΅Π½Ρ‹ со встроСнными усилитСлями, ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π²Ρ‹ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π±Ρ‹Π» прСдставлСн ΠΌΠΈΡ€Ρƒ.

Π½Π° схСмС ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° - Ρ‚ΠΎΠΊ, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· пластину

ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° гласит, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ с Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠΌ, Ρ‚Π΅ΠΊΡƒΡ‰ΠΈΠΌ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ, вводится пСрпСндикулярно ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌΡƒ полю, напряТСниС ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄ прямым ΡƒΠ³Π»ΠΎΠΌ ΠΊ ​​пути Ρ‚ΠΎΠΊΠ°.

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ получСния ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΠΌΠΎΠ³ΠΎ напряТСния, ΠΊΠ°ΠΊ сказано Π²Ρ‹ΡˆΠ΅, называСтся эффСктом Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

ВСория Π·Π° ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΠΎΠΌ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

ΠŸΡ€Π΅ΠΆΠ΄Π΅ всСго, ΠΌΡ‹ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ ΠΏΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ. ЭлСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ β€” это Π² основном ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊ заряТСнных частиц Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· проводящий ΠΏΡƒΡ‚ΡŒ.Β Π­Ρ‚ΠΈ заряТСнныС частицы ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Β«ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнными элСктронами» ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Π°ΠΆΠ΅ Β«ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнными отвСрстиями» (пустоты, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ элСктроны).Β Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ Π΄Π°Π²Π°ΠΉΡ‚Π΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΉΠ΄Π΅ΠΌ ΠΊ Ρ‚Π΅ΠΌΠ΅.

Если ΠΌΡ‹ возьмСм Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΡΡ‰ΡƒΡŽ пластину (ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Π½Π° рис. 1 ΠΈ ΠΏΠΎΠ²Ρ‚ΠΎΡ€Π΅Π½ΠΎ Π½ΠΈΠΆΠ΅ для простоты считывания) ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΠΌ Π΅Π΅ ΠΊ Ρ†Π΅ΠΏΠΈ с Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ΠΉ (источником напряТСния), Ρ‚ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊ Π½Π°Ρ‡Π½Π΅Ρ‚ Ρ‚Π΅Ρ‡ΡŒ ΠΏΠΎ Π½Π΅ΠΉ. НоситСли заряда Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Ρ‚Π΅Ρ‡ΡŒ ΠΏΠΎ прямой Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ ΠΎΡ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π° пластины ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΌΡƒ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Ρƒ.

ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ носитСли заряда находятся Π² Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ, ΠΎΠ½ΠΈ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΡΠΎΠ·Π΄Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅.Β Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π²Ρ‹ помСститС ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚ рядом с пластиной, Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΈΡΠΊΠ°ΠΆΠ°Ρ‚ΡŒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ носитСлСй заряда.Β Π­Ρ‚ΠΎ расстроит прямой ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊ носитСлСй заряда.Β Π‘ΠΈΠ»Π°, которая Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ° носитСлСй заряда, называСтся силой Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°.

Из-Π·Π° искаТСния Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅ носитСлСй заряда ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряТСнныС элСктроны Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒΡΡ Π½Π° ΠΎΠ΄Π½Ρƒ сторону пластины, Π° ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряТСнныС Π΄Ρ‹Ρ€Ρ‹ β€” Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ сторону.Β Π’ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² (Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ называСмая напряТСниСм Π₯ΠΎΠ»Π»Π°) Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π³Π΅Π½Π΅Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±Π΅ΠΈΠΌΠΈ сторонами пластины, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚ΡŒ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ измСритСля.

Π½Π° ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½ΠΊΠ΅ ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° - ΠžΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ элСктронов ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ

Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ эффСкт извСстСн ΠΊΠ°ΠΊ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.Β Π§Π΅ΠΌ сильнСС ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅, Ρ‚Π΅ΠΌ большС элСктронов Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒΡΡ.Β Π­Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‡Π΅ΠΌ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Ρ‚ΠΎΠΊ, Ρ‚Π΅ΠΌ большС элСктронов Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒΡΡ. И Ρ‡Π΅ΠΌ большС Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒΡΡ элСктроны, Ρ‚Π΅ΠΌ большС Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±Π΅ΠΈΠΌΠΈ сторонами пластины.Β ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΡΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ:

  • НапряТСниС Π₯ΠΎΠ»Π»Π° прямо ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ элСктричСскому Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ, ΠΈ прямо ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠΌΡƒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌΡƒ полю.

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π’ΠΎΡ‚ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ матСматичСскиС выраТСния, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π² вычислСниях эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°:

НапряТСниС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

НапряТСниС Π₯ΠΎΠ»Π»Π° прСдставлСна VΒ H.Β Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° для напряТСния Π₯ΠΎΠ»Π»Π°:

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° напряТСния Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π“Π΄Π΅:

IΒ β€” Π’ΠΎΠΊ, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ

BΒ β€” Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля

qΒ β€” заряд

nΒ β€” количСство носитСлСй заряда Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ объСма

dΒ β€” Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π° Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ°

ΠšΠΎΡΡ„Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΠ΅Π½Ρ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Оно прСдставлСно RH.Β Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° для коэффициСнта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° (RΒ HΒ ) Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΒ 1 / (qn)Β .Β ΠšΠΎΡΡ„Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΠ΅Π½Ρ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° (RΒ HΒ ) ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅Π½, Ссли число отвСрстий ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда большС, Ρ‡Π΅ΠΌ число элСктронов ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда. Аналогично, коэффициСнт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° (RH) ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»Π΅Π½, Ссли число ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядовых элСктронов большС, Ρ‡Π΅ΠΌ число отвСрстий ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда.

ΠšΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡ нСсущСй заряда

ΠšΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡ элСктронов Π² носитСлС заряда ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½Π° ΠΊΠ°ΠΊ Β«nΒ», Π° Β«Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈΒ» β€” ΠΊΠ°ΠΊ Β«pΒ».Β ΠœΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠ΅ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ носитСлСй заряда:

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° для ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ носитСлСй заряда

Π₯олловская  ΠΌΠΎΠ±ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ

Π₯олловская ΠΌΠΎΠ±ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ для элСктронов прСдставлСна ​​как « μ nΒ Β», Π° для отвСрстий β€” ΠΊΠ°ΠΊ « μ pΒ Β».Β ΠœΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠ΅ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для ΠΌΠΎΠ±ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ Π₯ΠΎΠ»Π»Π°:

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° для ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ носитСлСй заряда

Π“Π΄Π΅:

ΞΌΒ nΒ β€” ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Π·Π° счСт элСктронов

ΞΌΒ pΒ β€” ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ благодаря отвСрстиям

ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°

ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½Π° Π±ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ Β«BΒ».Β Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° для плотности ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°:

ΠœΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠ΅ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для плотности ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΠ° эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π²:

  • ΠžΠ±ΠΎΡ€ΡƒΠ΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ для измСрСния ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля.
  • ΠœΠ½ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΉ для обСспСчСния фактичСского умноТСния.
  • ВСстСр Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚Π° Π₯олла для измСрСния постоянного Ρ‚ΠΎΠΊΠ°.
  • Π˜Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ„Π°Π·ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ ΡƒΠ³Π»Π°. НапримСр β€” ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΈ ΡƒΠ³Π»ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ полоТСния ΠΊΠΎΠ»Π΅Π½Ρ‡Π°Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ Π²Π°Π»Π°, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€ΠΎΠ²Π½ΡΡ‚ΡŒ ΡƒΠ³ΠΎΠ» заТигания свСчСй заТигания
  • Π”Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈΠ»ΠΈ ΡƒΠ³Π»ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠΉ. НапримСр β€” ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ±ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… сидСний ΠΈ Ρ€Π΅ΠΌΠ½Π΅ΠΉ бСзопасности ΠΈ Π²Ρ‹ΡΡ‚ΡƒΠΏΠΈΡ‚ΡŒ Π² Ρ€ΠΎΠ»ΠΈ Π±Π»ΠΎΠΊΠΈΡ€ΠΎΠ²ΠΊΠΈ для управлСния ΠΏΠΎΠ΄ΡƒΡˆΠΊΠΎΠΉ бСзопасности.
  • Π”Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ приблиТСния.
  • Π”Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ с эффСктом Π₯ΠΎΠ»Π»Π°
  • Для опрСдСлСния скорости вращСния колСса ΠΈ, соотвСтствСнно, ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΠΈ Π°Π½Ρ‚ΠΈΠ±Π»ΠΎΠΊΠΈΡ€ΠΎΠ²ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ Ρ‚ΠΎΡ€ΠΌΠΎΠ·Π½ΠΎΠΉ систСмы (ABS).

Как эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ для опрСдСлСния Ρ‚ΠΈΠΏΠ° ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°?

ΠšΠΎΡΡ„Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΠ΅Π½Ρ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ ΠΎΠ±ΠΎ всСм. Если коэффициСнт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»Π΅Π½, это ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ основными носитСлями заряда ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ элСктроны. И ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ число элСктронов большС ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с отвСрстиями Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, это ясно ΡƒΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π½Π° Ρ‚ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ испытываСмый ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°. Аналогичным ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Ссли коэффициСнт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ, это ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ основными носитСлями заряда ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ. И ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ число отвСрстий большС ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с элСктронами Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… p-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, это ясно ΡƒΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π½Π° Ρ‚ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ испытываСмый ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ p-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°.

Π² Ρ‡Ρ‘ΠΌ Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ явлСниС, измСрСния Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ, основанными Π½Π° элСмСнтах Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° расчСтов

Как ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°Π˜Π·ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ влияния Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π° элСктричСства ΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠ·ΠΌΠ° ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π»ΠΎ ΠΊ ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΈΡŽ явлСния, Π½Π°Π·Π²Π°Π½ΠΎΠ³ΠΎ впослСдствии ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅ΠΌ Π΅Π³ΠΎ исслСдоватСля, эффСктом Π₯ΠΎΠ»Π»Π°. Благодаря экспСримСнтам ΡƒΡ‡Ρ‘Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π±Ρ‹Π» создан Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ²ΡˆΠΈΠΉ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² элСктричСских схСмах. Π•Π³ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ Π² мобильной ΠΈ Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ΅ совмСстно с двигатСлями, Π² ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ ΠΎΠ±ΠΎΡ€ΡƒΠ΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ Π·Π° счСт способности ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΡƒΡŽ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΡŽ Π² Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ².

ΠžΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΈΠ΅ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

ΠžΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΈΠ΅ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°Π‘ΡƒΠ΄ΡƒΡ‰ΠΈΠΉ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊ Π­Π΄Π²ΠΈΠ½ Π“Π΅Ρ€Π±Π΅Ρ€Ρ‚ Π₯ΠΎΠ»Π» родился Π² амСриканском Π³ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π΅ Π“ΠΎΡ€Π΅ΠΌ Π² 1855 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ. ΠŸΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ² Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅, ΠΎΠ½ Π² 1875 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ поступил Π² унивСрситСт, Π³Π΄Π΅ ΠΈ ставил свои ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ экспСримСнты. Π’Π°ΠΊ, изучая Ρ‚Ρ€ΡƒΠ΄Ρ‹ МаксвСлла ΠΎΠ± элСктричСствС ΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠ·ΠΌΠ΅, Π₯ΠΎΠ»Π» заинтСрСсовался двумя Ρ„Π°ΠΊΡ‚Π°ΠΌΠΈ.

ΠŸΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π»ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ силы, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π² ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅, располоТСнном ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ‡Π½ΠΎ линиям ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ, ΠΏΡ€ΠΈΠΊΠ»Π°Π΄Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ нСпосрСдствСнно ΠΊ вСщСству. Π’Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ сообщал, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ этих сил зависит ΠΎΡ‚ скорости двиТСния зарядов. Π’ 1879 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ Π²Ρ‹ΡˆΠ»Π° ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΡ ΡƒΡ‡Ρ‘Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π­Π΄ΠΌΡƒΠ½Π΄Π° Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Π΄ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ Ρ„Π°ΠΊΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ дСйствуСт с ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΌ усилиСм ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π° ΠΏΠΎΠ΄Π²Π΅ΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ зафиксированный ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚.

Анализируя, какая сила ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡƒΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡ‚ΡŒ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ заряТСнных частиц, ΠΎΠ½ ΠΏΡ€ΠΈΡˆΡ‘Π» ΠΊ Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄Ρƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ это ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ напряТСниС. Для ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚Π° Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊ использовал ΡΠΎΠ³Π½ΡƒΡ‚ΡƒΡŽ Π² ΡΠΏΠΈΡ€Π°Π»ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ»ΠΎΠΊΡƒ Π·Π°ΠΆΠ°Ρ‚ΡƒΡŽ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ диэлСктриков. Π­Ρ‚Ρƒ ΠΊΠΎΠ½ΡΡ‚Ρ€ΡƒΠΊΡ†ΠΈΡŽ ΠΎΠ½ помСстил ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ двумя ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π°ΠΌΠΈ ΠΈ Π·Π°ΠΏΠΈΡ‚Π°Π» Π΅Ρ‘ ΠΎΡ‚ химичСского элСмСнта Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Π’ качСствС рСгистратора использовался мост Витстона с Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠΌ КСльвина. Π’ совокупности Π±Ρ‹Π»ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΎ ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ Ρ‚Ρ€ΠΈΠ½Π°Π΄Ρ†Π°Ρ‚ΠΈ экспСримСнтов ΠΈ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ чСтырёхсот ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΉ с Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹ΠΌΠΈ условиями. Π Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π°ΠΌΠΈ экспСримСнтов стало ΡƒΡ‚Π²Π΅Ρ€ΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒ сопротивлСниС ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°.

По совСту профСссора Π ΠΎΡƒΠ»Π°Π½Π΄Π° Π±Ρ‹Π»ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π½ΠΎ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ экспСримСнта, Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ Π² ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΌ:

  1. К проводящСй пластинС подводился элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ.
  2. Π“Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π»ΡΡ ΠΊ краям ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.
  3. Π’ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π»ΡΡ элСктромагнит Ρ‚Π°ΠΊ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ напряТённости поля Π»Π΅ΠΆΠ°Π»ΠΈ пСрпСндикулярно плоскости пластины.

ΠŸΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Π»ΠΎΡΡŒ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΡ‚ΡŒ условия для измСнСния протСкания Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Но ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚ Π½Π΅ получался, ΠΏΠΎΠΊΠ° Π² качСствС пластины Π½Π΅ ΠΏΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ±ΠΎΠ²Π°Π»ΠΈ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΈΠΉ лист ΠΈΠ· Π·ΠΎΠ»ΠΎΡ‚Π°. ΠŸΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚ оказался ΡƒΠ΄Π°Ρ‡Π½Ρ‹ΠΌ. Π“Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ Ρ‡Ρ‘Ρ‚ΠΊΠΎ зафиксировал появившССся напряТСниС.

Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ Π±Ρ‹Π» ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄Π°Ρ‡Π΅ Π½Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ° заряд Π² Π½Π΅ΠΉ распрСдСляСтся Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ ΠΏΠΎ всСй Π΅Ρ‘ повСрхности.

Но ΠΊΠ°ΠΊ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π½Π° пластину воздСйствуСт ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅, Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ пСрпСндикулярны Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, заряд пСрСраспрСдСляСтся ΠΊ краям, ΠΈ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ². Π’ этом ΠΈ Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Π½Π° Π±Π°Π·Π΅ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ Π±Ρ‹Π»ΠΈ послС построСны ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΈΠΌΡ‘Π½Π½Ρ‹Π΅ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ.

Π€ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΎ-матСматичСскоС ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° β€” это явлСниС, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠΈ вСщСства проводящСго элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиС ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. Π€ΠΈΠ·ΠΈΠΊ Π₯ΠΎΠ»Π» ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Π», Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅, ΠΏΡ€ΠΈ пропускании ΠΏΠΎ Π½Π΅ΠΌΡƒ постоянного Ρ‚ΠΎΠΊΠ° появляСтся элСктродвиТущая сила (Π­Π”Π‘) Ссли Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π² ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠ΅ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅. ЀизичСски это ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½ΠΈΠ΅ напряТСния Π½Π° Π±ΠΎΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… гранях проводящСго вСщСства ΠΏΡ€ΠΈ поднСсСнии ΠΊ Π½Π΅ΠΌΡƒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π°. Π˜ΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ это, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π΅Π³ΠΈΡΡ‚Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΈΠ·Π»ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅. Π’ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΡˆΠ΅Π΅ напряТСниС зависит ΠΎΡ‚ Ρ‚Ρ€Ρ‘Ρ… Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ²:

  • силы Ρ‚ΠΎΠΊΠ°;
  • напряТённости поля;
  • Ρ‚ΠΈΠΏΠ° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π‘ΠΈΠ»Π°, с ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ элСктромагнитноС ΠΏΠΎΠ»Π΅ дСйствуСт Π½Π° Ρ‚ΠΎΡ‡Π΅Ρ‡Π½Ρ‹ΠΉ заряд Π² вСщСствС, называСтся силой Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°. Частным Π΅Ρ‘ случаСм являСтся сила АмпСра. ΠœΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΡ‘Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля описываСтся Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ:

E h = R*H*j*sinΞ±, Π³Π΄Π΅:

  • H β€” Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΡ‘Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля;
  • j β€” ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°;
  • Ξ± β€” Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π½Ρ‹ΠΉ ΡƒΠ³ΠΎΠ» ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ силовыми линиями H ΠΈ j;
  • R β€” постоянная Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

Если ΠΊ пластинС ΠΏΡ€ΡΠΌΠΎΡƒΠ³ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΡƒΡŽ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρƒ L, которая Π½Π°ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ‹ΡˆΠ°Ρ‚ΡŒ ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Ρƒ b ΠΈ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Ρƒ d, подвСсти Ρ‚ΠΎΠΊ, Ρ‚ΠΎ Π΅Π³ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡΡ‚ΡŒΡΡ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»ΠΎΠΉ: I = j*b*d. Когда ΠΆΠ΅ Π΅Ρ‘ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅, Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ пСрпСндикулярно этому Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ, Ρ‚ΠΎ Π½Π° Π±ΠΎΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… гранях пластины Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½Π΅Ρ‚ Π­Π”Π‘, равная:

V h = E h* b = R*H*I/d.

Π—Π°ΠΊΠΎΠ½ Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ эффСкт ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΡΠ΅Ρ‚ΡΡ влияниСм поля Π½Π° элСмСнтарныС частички (Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ элСктроны) Ρ‚ΠΎ сила Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ Π½Π° Π½ΠΈΡ… описываСтся Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ΠΎΠΌ Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°: F =e * [H*Ο…], Π³Π΄Π΅ Ο… β€” усрСднённая ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ носитСлСй зарядов, зависящая ΠΎΡ‚ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ носитСлСй. Под влияниСм этой силы носитСли Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠΆΠΈΠΌΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΊ Π±ΠΎΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΌ повСрхностям пластины пСрпСндикулярно j ΠΈ H. Π’Π°ΠΌ ΠΎΠ½ΠΈ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ, ΠΈ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ явлСниС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, ΡƒΡ€Π°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡˆΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ силу Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°.

ΠŸΡ€ΠΈ этом коэффициСнт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Ρ€Π°Π²Π΅Π½: R = 1/n*e. НапримСр, для ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² ΠΎΠ½ составляСт ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 10-3 см3/Кл, Π° Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΎΡ‚ 10 Π΄ΠΎ 105 см3/Кл.

ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΡΠ½Π½ΡƒΡŽ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ носитСлСй заряда Ρ€Π΅Π°Π³ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π½Π° внСшнСС воздСйствиС (ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ). Π’Π°ΠΊ, ΠΎΠ½Π° Ρ€Π°Π²Π½Π°: R = Β΅/Οƒ, Π³Π΄Π΅: Β΅ β€” дрСйфовая ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ носитСлСй, Π° Οƒ β€” ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ. Но это Π² большСй ΠΌΠ΅Ρ€Π΅ справСдливо для поликристаллов. Π’ Ρ‚ΠΎ ΠΆΠ΅ врСмя для Π°Π½ΠΈΠ·ΠΎΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΠ½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π²Π΅Ρ€Π½Π΅ΠΉ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π°: R = r/e*n. Π—Π΄Π΅ΡΡŒ r принимаСтся Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΉ Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π΅ ΠΈ ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚ ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΊΡƒ силы ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля.

Разновидности явлСния

По ΠΌΠ΅Ρ€Π΅ исслСдования эффСкта Π±Ρ‹Π» ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ ряд особСнностСй появлСния элСктричСского поля, ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΎΡ‚ классичСского понимания. Π’Π°ΠΊ, ΡƒΡ‡Ρ‘Π½Ρ‹ΠΌΠΈ Π±Ρ‹Π»ΠΈ выявлСны Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹, приводящиС ΠΊ появлСнию напряТСния Π±Π΅Π· пропускания Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· пластинку Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Π’Π°ΠΊΠΈΠ΅ явлСния ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π°Π·Π²Π°Π½ΠΈΠ΅:

  • аномальноС;
  • ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ΅;
  • спиновоС.

Для аномального эффСкта Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΡ‹ΠΌ условиСм являСтся Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ T-симмСтрии, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠΉ, ΠΎΠΏΠΈΡΡ‹Π²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… физичСскиС Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠΈ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ. НаиболСС часто этот эффСкт Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°Ρ…, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΎΡΡ‚Π°Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΡƒΡŽ Π½Π°ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‡Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ (Ρ„Π΅Ρ€Ρ€ΠΎΠΌΠ°Π³Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠΈ).

Разновидности эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ΅ ΠΆΠ΅ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Π² ΠΊΠ²Π°Π·ΠΈΠ΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΌ элСктронном Π³Π°Π·Π΅, Π³Π΄Π΅ ΠΏΡ€Π΅Π½Π΅Π±Ρ€Π΅Π³Π°ΡŽΡ‚ кулоновским взаимодСйствиСм. Π’ Π½Ρ‘ΠΌ носитСли заряда ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ слабой связью с ΠΈΠΎΠ½Π°ΠΌΠΈ кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΡ‘Ρ‚ΠΊΠΈ. Π’ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ систСмС Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°ΡŽΡ‚ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρ‹ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΉ.

ΠŸΡ€ΠΈ этом Ρ‡Π΅ΠΌ сильнСС ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅, Ρ‚Π΅ΠΌ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΎ Π΄Ρ€ΠΎΠ±Π½ΠΎΠ΅ явлСниС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, связанноС с трансформированиСм структуры всСго элСктронного Π³Π°Π·Π°.

Π’ 1971 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ ΡƒΡ‡Ρ‘Π½Ρ‹Π΅ Π”ΡŒΡΠΊΠΎΠ½ΠΎΠ² ΠΈ ΠŸΠ΅Ρ€Π΅Π»ΡŒ, ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌ спиновой рСлаксации, ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠ»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ пСрпСндикулярно Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΉ элСктромагнитного поля Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ носитСлСй зарядов, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹Π΅ спины. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ эффСкт Π±Ρ‹Π» связан со спин-Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠΌ рассСяниСм ΠΈ взаимодСйствиСм ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ спиновыми ΠΈ ΠΎΡ€Π±ΠΈΡ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°ΠΌ.

Бпособы использования явлСния

На основС эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ устройства ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Ρ‹, ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π½ΡƒΠΆΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈ часто ΡƒΠ½ΠΈΠΊΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ свойствами. Π­Ρ‚ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Ρ‹ Π·Π°Π½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‚ Π²Π°ΠΆΠ½ΠΎΠ΅ мСсто Π² ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ-ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ΅, Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ, Ρ€Π°Π΄ΠΈΠΎΡ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ΅ ΠΈ Ρ‚. Π΄. ΠŸΡ€ΠΈΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π»Π΅Π½ΠΈΡ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π² своСй Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅ явлСниС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ элСмСнтами Π₯ΠΎΠ»Π»Π° (Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ).

Π­Ρ‚ΠΈ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Π΄Π°ΡŽΡ‚ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΡΡ‚ΡŒ силу ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π΅ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° элСктродвиТущая сила прямо ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° линиям ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ. ΠŸΡ€ΡΠΌΠ°Ρ Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ этих Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ для элСмСнтов Π₯ΠΎΠ»Π»Π° являСтся нСоспоримым прСимущСством ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ Ρ‚ΠΈΠΏΠ°ΠΌΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ, основанных Π½Π° ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»Π΅ магнСтосопротивлСния.

Бпособы использования эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠŸΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Ρ‹ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ измСрСния элСктричСских ΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… характСристик Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ², Π½ΠΎ ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ². Из-Π·Π° простоты своСго дСйствия, нСслоТности Π² ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ высокой точности ΠΈ надёТности ΠΎΠ½ΠΈ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π² Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… отраслях Π½Π°ΡƒΠΊΠΈ ΠΈ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠΈ. Π”Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ для измСрСния силы, давлСния, ΡƒΠ³Π»ΠΎΠ², пСрСмСщСния ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… нСэлСктричСских Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ эффСкт ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² для контроля подвиТности носитСлСй зарядов ΠΈ подсчёта ΠΈΡ… ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ.

Для этого ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°: V h = j*B*H / n*q = B*I / (q*n*Ξ±) = R*B*I/Ξ±,

ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ число носитСлСй находится ΠΊΠ°ΠΊ N = (I*B) / (q*Ξ±* V h). Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ количСство носитСлСй, Π½ΠΎ ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΈΡ… Ρ‚ΠΈΠΏ (Π·Π½Π°ΠΊ).

Π­Π»Π΅ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Ρ‹ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π² автомобилСстроСнии ΠΈΠ·-Π·Π° ΠΈΡ… нСвысокой стоимости, точности ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΈΠΉ, надёТности ΠΈ способности Π½Π΅ Π·Π°Π²ΠΈΡΠ΅Ρ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ условий ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ срСды. Π˜Ρ… ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ Π² конструкции бСсконтактных однополярных ΠΈ биполярных ΠΏΡ€Π΅Ρ€Ρ‹Π²Π°Ρ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ. Благодаря ΠΈΡ… ΠΌΠΈΠ½ΠΈΠ°Ρ‚ΡŽΡ€Π½ΠΎΠΌΡƒ исполнСнию элСктронныС Π³Π°Π΄ΠΆΠ΅Ρ‚Ρ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ автоматичСски Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈΠ»ΠΈ Π²Ρ‹ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ‚ΡŒ экран ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΈΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ Π·Π°ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΈΠΈ Ρ‡Π΅Ρ…Π»Π° с ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚ΠΎΠΌ. Они ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°ΡŽΡ‚ Π² GPS-Π½Π°Π²ΠΈΠ³Π°Ρ†ΠΈΠΈ, ΡƒΠ»ΡƒΡ‡ΡˆΠ°Ρ Π³Π΅ΠΎΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅.

GPS-Π½Π°Π²ΠΈΠ³Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π‘ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΌ Π³ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ всё Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅. Π‘Π²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡΡ‚Π²ΠΎΠΌ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ слуТит появлСниС устройства Π²ΠΈΡ€Ρ‚ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ€Π΅Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ β€” Google Card Board, Π² основС Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ Π»Π΅ΠΆΠΈΡ‚ взаимодСйствиС ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π° с Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠΌ Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

ΠœΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Π΅ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ

ΠœΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Π΅ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ОсновноС прСимущСство использования Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля, Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² ΠΈΡ… бСсконтактной Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅. Они Π±Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΎΠ²Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈ дискрСтными. ΠŸΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΈΠΏ считаСтся классичСским. Π’ Π΅Π³ΠΎ основС Π»Π΅ΠΆΠΈΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‡Π΅ΠΌ сильнСС Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅, Ρ‚Π΅ΠΌ большС Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° напряТСния. Π’ соврСмСнных ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Π°Ρ… ΠΈ устройствах Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ Ρ‚ΠΈΠΏ ΡƒΠΆΠ΅ практичСски Π½Π΅ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ ΠΈΠ·-Π·Π° Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ². Π¦ΠΈΡ„Ρ€ΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ построСн Π½Π° Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌΠ΅ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ Β«ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Β» ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π΄Π²Π° устойчивых полоТСния. Если сила ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ нСдостаточна ΠΎΠ½ Π½Π΅ срабатываСт.

Π Π°Π·Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ дискрСтныС элСмСнты Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π½Π° Π΄Π²Π° Ρ‚ΠΈΠΏΠ°:

  • униполярныС β€” срабатываниС ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… зависит ΠΎΡ‚ полюса ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля;
  • биполярныС β€” ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ состояния Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ° происходит ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ полюса;
  • омниполярныС β€” Ρ€Π΅Π°Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ Π½Π° дСйствиС ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ любого направлСния.

ΠšΠΎΠ½ΡΡ‚Ρ€ΡƒΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ прСдставляСт собой элСктронный ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€ с трСмя Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄Π°ΠΌΠΈ. Он ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π²Ρ‹ΠΏΡƒΡΠΊΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΊΠ°ΠΊ Π² стандартном исполнСнии DIP, DFN ΠΈΠ»ΠΈ SOT, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π² Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‡Π½ΠΎΠΌ: Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, 1GT101DC (Π³Π΅Ρ€ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ), A1391SEHLT-T (DNF6), SS39ET (SOT), 2SS52M (DIP).

Π₯арактСристики устройства

ВыпускаСмыС Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ явлСниС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ Π»ΡŽΠ±Ρ‹Π΅ элСктронныС Ρ€Π°Π΄ΠΈΠΎΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹ Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ своими ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π°ΠΌΠΈ. Π“Π»Π°Π²Π½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… являСтся Ρ‚ΠΈΠΏ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Π° ΠΈ напряТСниС питания. Но, ΠΊΡ€ΠΎΠΌΠ΅ этого, Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ тСхничСскиС характСристики:

  1. Π’Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° измСряСмой ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ. Π˜Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΡΠ΅Ρ‚ΡΡ ΠΎΠ½Π° Π² гауссах ΠΈΠ»ΠΈ миллитСслах.
  2. Π§ΡƒΠ²ΡΡ‚Π²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ β€” опрСдСляСтся Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°, Π½Π° ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Ρ€Π΅Π°Π³ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ, Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π° измСрСния ΠΌΠ’/Гс ΠΈΠ»ΠΈ ΠΌΠ’/ΠΌΠ’Π».
  3. НулСвоС напряТСниС ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля β€” Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ², ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π΅ ΠΎΡ‚ΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΠΈΡŽ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля.
  4. Π₯арактСристики Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ² Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π”Ρ€Π΅ΠΉΡ„ нуля β€” ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ напряТСния, зависящСС ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹. УказываСтся Π² ΠΏΡ€ΠΎΡ†Π΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ 25 Β°C.
  5. Π”Ρ€Π΅ΠΉΡ„ Ρ‡ΡƒΠ²ΡΡ‚Π²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ β€” ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ‡ΡƒΠ²ΡΡ‚Π²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ, Π²Ρ‹Π·Π²Π°Π½Π½ΠΎΠ΅ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹.
  6. Полоса пропускания β€” ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ сниТСния Ρ‡ΡƒΠ²ΡΡ‚Π²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ с шагом Π² 3 Π΄Π‘.
  7. Π˜Π½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΡ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ ΠΈ Π²Ρ‹ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ β€” это Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ напряТённости поля, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ устойчиво срабатываСт.
  8. ГистСрСзис β€” Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ индукциями Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ ΠΈ Π²Ρ‹ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ;
  9. ВрСмя срабатывания β€” характСризуСтся ΠΏΡ€ΠΎΠΌΠ΅ΠΆΡƒΡ‚ΠΊΠΎΠΌ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π° ΠΈΠ· ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ устойчивого состояния Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ΅.

Π˜Π·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€ΠΎΠ²

ΠœΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π», ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ выполняСтся элСмСнт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Ρ‚ΡŒ большой ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ носитСлСй зарядов. Для получСния наибольшСго значСния напряТСния вСщСство Π½Π΅ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΡƒΡŽ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΏΡ€ΠΈ производствС устройств ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ: сСлСнид, Ρ‚Π΅Π»Π»ΡƒΡ€ΠΈΠ΄ Ρ€Ρ‚ΡƒΡ‚ΠΈ, Π°Π½Ρ‚ΠΈΠΌΠΎΠ½ΠΈΠ΄ индия. Π’ΠΎΠ½ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ испарСния вСщСства ΠΈ осаТдСния Π΅Π³ΠΎ Π½Π° ΠΏΠΎΠ΄Π»ΠΎΠΆΠΊΡƒ. Π’ качСствС Π΅Ρ‘ слуТит слюда ΠΈΠ»ΠΈ ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠ°.

Π˜Π·Π³ΠΎΡ‚Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΈΠ· ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² β€” гСрмания ΠΈ крСмния. Π˜Ρ… Π»Π΅Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ ΠΌΡ‹ΡˆΡŒΡΠΊΠΎΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ фосфорной ΡΡƒΡ€ΡŒΠΌΠΎΠΉ. Π’Π°ΠΊΠΈΠ΅ устройства ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΎΠΉ Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΎΡ‚ измСнСния Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹, Π° Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΠ΅ΠΌΠΎΠΉ Π½Π° Π½ΠΈΡ… Π­Π”Π‘ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π΄ΠΎΡΡ‚ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π°.

Π’ΠΈΠΏΠΎΠ²ΠΎΠΉ процСсс производства пластинчатого Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ° Π₯ΠΎΠ»Π»Π° состоит ΠΈΠ· ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΉ:

  • ΠΎΠ±Ρ€Π΅Π·ΠΊΠ° пластины Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π°;
  • ΡˆΠ»ΠΈΡ„ΠΎΠ²ΠΊΠ° повСрхности;
  • Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ ΠΏΠ°ΠΉΠΊΠΈ Π»ΠΈΠ±ΠΎ сварки симмСтричных Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄ΠΎΠ²;
  • гСрмСтизация.

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° нашло ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΈΠΈ, смартфонах, автомобилях, Π²Ρ‹ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ‚Π΅Π»ΡΡ… ΠΈ ΠΎΡ…Ρ€Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… систСмах.

ΠŸΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€Ρ‹ Π½Π° основС Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ² Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Одним ΠΈΠ· Π³Π»Π°Π²Π½Ρ‹Ρ… прСимущСств Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ², Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… Π½Π° этом эффСктС, являСтся элСктричСская изоляция (Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠ°Ρ развязка) Π΄Π΅Π»Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΡƒΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΌ ΠΈ бСзопасным.

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° относится ΠΊ Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ΅ Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΎΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… явлСний ΠΈ Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля, пСрпСндикулярного ΠΊ элСктричСскому Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ, элСктроны Π² ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π΅ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½ΡΡŽΡ‚ΡΡ пСрпСндикулярно ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. Π‘ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° стало Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒ ΡΡƒΡ‚ΡŒ процСссов проводимости Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… ΠΈ провСсти Π³Ρ€Π°Π½ΡŒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ Ρ‚ΠΈΠΏΠ°ΠΌΠΈ ΠΏΠ»ΠΎΡ…ΠΎ проводящих ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ². Π­Ρ‚ΠΎ обусловлСно Ρ‚Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π­Π”Π‘ (разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ²) Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Π² ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π΅ пСрпСндикулярно Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΈ внСшнСго ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля, Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ нСпосрСдствСнно ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡŽ ΠΈ Π·Π½Π°ΠΊ носитСлСй заряда. ПослСднСС позволяСт ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Π°Π΄Π»Π΅ΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° ΠΊ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΈΠ½ΠΎΠΌΡƒ Ρ‚ΠΈΠΏΡƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² (p ΠΈΠ»ΠΈ n–типа). Π˜Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΡ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π΄Π°ΡŽΡ‚ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ случай ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ проводимости ΠΎΡ‚ случая элСктронной проводимости. НаличиС эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π² ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… ΡΠ²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡΡ‚Π²ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΎΠ± элСктронном Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Π΅ проводимости. Π‘ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Π΄Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΈ ΠΎ подвиТности носитСлСй заряда (Ρ‚Π°ΠΊ называСмая «холловская» ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ). Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° – ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΈΠ· Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ эффСктивных ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄ΠΎΠ² исслСдования элСктричСских свойств ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ².

Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ эффСкт Π±Ρ‹Π» ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ Π•.Π₯ΠΎΠ»Π»ΠΎΠΌ Π² 1879 Π³.. Π‘ΡƒΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ явлСния Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΌ. Если ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΡƒΡŽ пластину, ΠΏΠΎ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ Ρ‚ΠΎΠΊ, ΠΏΠΎΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅, Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ пСрпСндикулярно линиям Ρ‚ΠΎΠΊΠ° (рис.5), Ρ‚ΠΎ Π² Π½Π΅ΠΉ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π² Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ пСрпСндикулярном Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ ΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌΡƒ полю.

Π’ основС эффСкта Π»Π΅ΠΆΠΈΡ‚ взаимодСйствиС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ элСктричСскими зарядами ΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹ΠΌΠΈ полями. Π›ΡŽΠ±Π°Ρ заряТСнная частица, двиТущаяся Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅, испытываСт дСйствиС силы Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°, Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ пСрпСндикулярно Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ двиТСния частицы ΠΈ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. Π’Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° этой силы прямо ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ заряда q, скорости частицыv ΠΈ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля:

(0.1)

Для ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² ΠΈ для ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ° q = -|e|, Π³Π΄Π΅ |e|β€” ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŒ заряда элСктрона.

ΠœΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŒ Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ произвСдСния:

(0.2)

Π£

Рис. 5. Π‘Ρ…Π΅ΠΌΠ° возникновСния эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ n-Ρ‚ΠΈΠΏΠ°.

словимся, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΎ строго пСрпСндикулярно Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρƒ скорости частиц. Π’. Π΅. ΡƒΠ³ΠΎΠ» Ξ± ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π°ΠΌΠΈ ΠΈ Ρ€Π°Π²Π΅Π½ 900, Π° sin(900)=1 Π’ΠΎΠ³Π΄Π°:

(1)

Под дСйствиСм силы Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° элСктроны ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΊ Π±Π»ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ Π±ΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ Π³Ρ€Π°Π½ΠΈ пластины рис. 5 ΠΈ Π·Π°Ρ€ΡΠΆΠ°ΡŽΡ‚ Π΅Π΅ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ. На ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΎΠΉ Π³Ρ€Π°Π½ΠΈ остаСтся нСскомпСнсированный ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² кристалличСской Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ. Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ этого Π² пластинС Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠ΅ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ , Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ ΠΎΡ‚ дальнСй Π±ΠΎΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ Π³Ρ€Π°Π½ΠΈ ΠΊ Π±Π»ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ. ΠžΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡ΠΈΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π²ΡˆΠ΅Π³ΠΎΡΡ элСктричСского поля Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· . Π‘ΠΈΠ»Π° , Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ со стороны элСктричСского поля Π½Π° заряд, Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π° Π² сторону, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΡƒΡŽ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ силы Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° (рис. 5). Π’ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΡˆΠ°Ρ вслСдствиС этого попСрСчная Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Ux называСтся Π­Π”Π‘ Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

Π Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ зарядов Π² ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π΅ продолТаСтся Π΄ΠΎ Ρ‚Π΅Ρ… ΠΏΠΎΡ€, ΠΏΠΎΠΊΠ° силы ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ элСктричСского ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΉ Π½Π΅ уравновСсят Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π°, Ρ‚. Π΅.:

(2)

ΠžΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π° Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ:

(3)

Π‘Ρ‡ΠΈΡ‚Π°Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅ , ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π²ΡˆΠ΅Π΅ΡΡ Π² пластинкС ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ. Π’ΠΎΠ³Π΄Π° Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ:

β†’ (4)

Π³Π΄Π΅ d – Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π° пластинки Π² Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ поля Ex (рис. 5).

Π‘ ΡƒΡ‡Π΅Ρ‚ΠΎΠΌ выраТСния (3) ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ:

(5)

Π‘ΠΈΠ»Π° Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ повСрхности ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π°, Ρ‚. Π΅. ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, Ρ€Π°Π²Π½Π°:

(5.1)

А ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŒ выраТСния (5.1) Π½Π°ΠΉΠ΄Π΅ΠΌ ΠΊΠ°ΠΊ:

(5.2)

Π³Π΄Π΅ n – число носитСлСй Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π² Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π΅ объСма ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π° (концСнтрация носитСлСй Ρ‚ΠΎΠΊΠ°).

Π‘ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ стороны, ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŒ Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π° плотности Ρ‚ΠΎΠΊΠ° опрСдСляСтся ΠΊΠ°ΠΊ, Π³Π΄Π΅ S – ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ сСчСния пластины, пСрпСндикулярная Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ. Π’ΠΎΠ³Π΄Π°:

(5.3)

Π³Π΄Π΅ Π°β€” ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π° пластины Π² Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ вСкторарис. 5.

Бопоставляя Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρ‹ (5.2) ΠΈ (5.3), Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ:

(5.4)

ВыраТая ΠΈΠ· (5.4) ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктронов v, Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ:

(6)

ΠŸΠΎΠ΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΠ² (6) Π² (5), ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ:

(7)

ΠžΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡ΠΈΠΌ Π³Π΄Π΅RΡ… — постоянная ΠΈΠ»ΠΈ коэффициСнт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°. (Условно ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π·Π½Π°ΠΊ постоянной Π₯ΠΎΠ»Π»Π° совпадаСт со Π·Π½Π°ΠΊΠΎΠΌ заряда носитСлСй Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Π£ элСктронных ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² постояннаяRΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°, Ρƒ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Ρ…— ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°, Π³Π΄Π΅p– концСнтрация Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ).

Π’ΠΎΠ³Π΄Π° Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ (7) записываСтся Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅:

(8)

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π­Π”Π‘ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° зависит ΠΎΡ‚ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ проходящСго Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля, ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Ρ‹ пластины ΠΈ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ носитСлСй заряда. Π—Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°Ρ… Π­Π”Π‘ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π½Π°ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ мСньшС, ΠΈ поэтому использованиС эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΠΎΡΡŒ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ с ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ².

ΠŸΡ€ΠΈ Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄Π΅ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρ‹ для U ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Π»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ всС носитСли заряда ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΡƒΡŽ ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ. Если ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ распрСдСлСниС носитСлСй заряда ΠΏΠΎ скоростям, Ρ‚ΠΎ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ввСсти числовой ΠΌΠ½ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒA,ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚ Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρ‹:

Π³Π΄Π΅ А– постоянная, зависящая ΠΎΡ‚ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ° рассСяния носитСлСй заряда:А=1,93 … 0,99. ΠŸΡ€Π°ΠΊΡ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈ для Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²Π° ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Aβ‰ˆ1.

ΠŸΡ€ΠΈ рассСянии элСктронов Π½Π° Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… колСбаниях Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ:

ΠžΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ΠΌ:

,(8.1)

Наглядная ΠΈΠ»Π»ΡŽΡΡ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… c n-Ρ‚ΠΈΠΏΠΎΠΌ ΠΈ p-Ρ‚ΠΈΠΏΠΎΠΌ проводимости ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½Π° Π½Π° рис. 6 a), Π±). По ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с рисунком 5 здСсь пластина ΠΏΠΎΠ²Π΅Ρ€Π½ΡƒΡ‚Π° Π½Π° ΡƒΠ³ΠΎΠ» ΠΊ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŽ Π²ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠ³ оси.

Рис. 6. Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… с n-ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π°) ΠΈ p-ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π±)

ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° β€” ВикипСдия

ΠšΠ²Π°ΜΠ½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффС́кт Π₯о́лла — эффСкт квантования холловского сопротивлСния ΠΈΠ»ΠΈ проводимости Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ элСктронного Π³Π°Π·Π° Π² ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… полях ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΡ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ…. ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° (КЭΠ₯) Π±Ρ‹Π» ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ ΠšΠ»Π°ΡƒΡΠΎΠΌ Ρ„ΠΎΠ½ ΠšΠ»ΠΈΡ‚Ρ†ΠΈΠ½Π³ΠΎΠΌ (совмСстно с Π“. Π”ΠΎΡ€Π΄ΠΎΠΉ ΠΈ М. ΠŸΠ΅ΠΏΠΏΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ) Π² 1980Β Π³ΠΎΠ΄Ρƒ[1], Π·Π° Ρ‡Ρ‚ΠΎ впослСдствии, Π² 1985Β Π³ΠΎΠ΄Ρƒ, ΠΎΠ½ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ» ΠΠΎΠ±Π΅Π»Π΅Π²ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΏΡ€Π΅ΠΌΠΈΡŽ[2].

Рис. 1. Зависимости холловского сопротивлСния ΠΈ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ сопротивлСния ΠΎΡ‚ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля ΠΏΡ€ΠΈ постоянной ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ носитСлСй. На зависимости холловского сопротивлСния Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Β«ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎΒ»[3].

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ состоит Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ достаточно Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΡ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… Π² ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… полях Π½Π° Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊΠ΅ зависимости ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ сопротивлСния (ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ напряТСния ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΌΡƒ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ) Π²Ρ‹Ρ€ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ элСктронного Π³Π°Π·Π° (Π”Π­Π“) ΠΎΡ‚ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ Π½ΠΎΡ€ΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΡΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰Π΅ΠΉ ΠΊ повСрхности Π”Π­Π“ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля (ΠΈΠ»ΠΈ ΠΎΡ‚ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ фиксированном ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅) Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ участки с Π½Π΅ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ‡Π½Ρ‹ΠΌ сопротивлСниСм ΠΈΠ»ΠΈ Β«ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎΒ».

Π€ΠΎΠ½ ΠšΠ»ΠΈΡ‚Ρ†ΠΈΠ½Π³ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠ» Ρ‚Π°ΠΊ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ Π½ΠΎΡ€ΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ (ΠΈΠ»ΠΈ цСлочислСнный) ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° (КЭΠ₯), ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° значСния сопротивлСния Π½Π° Β«ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎΒ» Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ ρxy=h/Ξ½e2{\displaystyle \rho _{xy}=h/\nu e^{2}}, Π³Π΄Π΅ eΒ β€” заряд элСктрона, hΒ β€” постоянная Планка, Ξ½Β β€” Π½Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ число, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠ΅ Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ заполнСния ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ (рис. 1).

Π’ 1982 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ Π”. Π¦ΡƒΠΈ ΠΈ Π₯. Π¨Ρ‚Ρ‘Ρ€ΠΌΠ΅Ρ€ ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Π»ΠΈ Π΄Ρ€ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΉ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° (Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ заполнСния ΠΏΡ€ΠΈ этом становится мСньшС Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρ‹)[4].

Π£ΠΆΠ΅ пСрвая Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°[1] ΠΏΠΎ КЭΠ₯, названная «Новый ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄ опрСдСлСния постоянной Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΎΠΉ структуры с высокой Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΠΎ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡŽ холловского сопротивлСния» ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π»Π°, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π΅Π³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² качСствС стандарта сопротивлСния. Π’ настоящСС врСмя извСстно, Ρ‡Ρ‚ΠΎ значСния ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ сопротивлСния Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π½Π΅ зависят ΠΎΡ‚ качСства ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π° ΠΈ Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ, начиная с 1990Β Π³ΠΎΠ΄Π°, ΠΊΠ°Π»ΠΈΠ±Ρ€ΠΎΠ²ΠΊΠΈ сопротивлСний основаны Π½Π° КЭΠ₯ с фиксированным Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Rэ = 25812.807557(18) Ом.

Для наблюдСния КЭΠ₯ сущСствуСт ряд условий, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡ‚ΡŒΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π±Ρ‹Π»ΠΎ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ. НиТС ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½Ρ‹ основныС прСдпосылки возникновСния ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎ.

Π”Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ элСктронный Π³Π°Π·[ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ | ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ΄]

Если ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚Ρ€Ρ‘Ρ…ΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ элСктронный Π³Π°Π· Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ ΠΈΠ· Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΉ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ямС (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, с ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΌ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠΌ ΠΏΠΎ оси Z) Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ квантования, Ρ‚ΠΎ говорят, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктронный Π³Π°Π· стал Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΌ. Π’ этом случаС Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π² плоскости, пСрпСндикулярной оси Z остаётся свободным ΠΈ энСргСтичСский спСктр Π”Π­Π“ выраТаСтся Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»ΠΎΠΉ:

E=ℏ22m(kx2+ky2)+En,{\displaystyle E={\frac {\hbar ^{2}}{2m}}(k_{x}^{2}+k_{y}^{2})+E_{n},}

Π³Π΄Π΅ n = 0, 1, 2…, m{\displaystyle m}Β β€” эффСктивная масса квазичастиц (элСктронов ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΠΊ). Волько Ссли Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ основной ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ квантования (пСрвая ΠΏΠΎΠ΄Π·ΠΎΠ½Π° Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ квантования) говорят ΠΎ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ Π”Π­Π“[5].

ЭнСргСтичСский спСктр носитСлСй заряда Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅[ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ | ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ΄]

На классичСскиС заряТСнныС частицы, двиТущиСся Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅, дСйствуСт сила Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°. Π­Ρ‚Π° сила заставляСт частицу Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎ окруТности с ΡƒΠ³Π»ΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Ο‰c=eB/mc{\displaystyle \omega _{c}=eB/mc}, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠΉ Ρ†ΠΈΠΊΠ»ΠΎΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ частотой (систСма Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ† Π‘Π“Π‘). Богласно ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ частицы, ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ пСриодичСскоС Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅, ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ дискрСтными значСниями энСргии, поэтому Ρƒ заряТСнных частиц Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΏΠΎΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ энСргии, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹Π΅ уровнями Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ. ЭнСргия k-Π³ΠΎ уровня, Ссли ΠΏΡ€Π΅Π½Π΅Π±Ρ€Π΅Ρ‡ΡŒ ΡΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰Π΅ΠΉ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ° pz{\displaystyle p_{z}} ΠΈ Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ΠΌ спина Ρƒ частицы, опрСдСляСтся Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ[6]

Ek=(k+12)ℏωc.{\displaystyle E_{k}=\left(k+{\frac {1}{2}}\right)\hbar \omega _{c}.}

ЭнСргСтичСский спСктр Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ элСктронного Π³Π°Π·Π° становится ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ дискрСтным ΠΈ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ энСргСтичСский ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ Π²Ρ‹Ρ€ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ (число ΠΎΡ€Π±ΠΈΡ‚, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Π°Π΄Π»Π΅ΠΆΠ°Ρ‚ΡŒ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΡŽ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ)

NH=S2s0=SeBℏc=S2Ο€lB2=BSΞ¦0,{\displaystyle N_{H}={\frac {S}{2s_{0}}}={\frac {SeB}{\hbar c}}={\frac {S}{2\pi l_{B}^{2}}}={\frac {BS}{\Phi _{0}}},} (1)

Π³Π΄Π΅ Π€0Β β€” ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°. Π­Ρ‚ΠΎ Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½ΠΎ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΠΉ ΡƒΠΏΠ°ΠΊΠΎΠ²ΠΊΠ΅ Ρ†ΠΈΠΊΠ»ΠΎΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Π½Ρ‹Ρ… ΠΎΡ€Π±ΠΈΡ‚ Π² Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΌ слоС. Π­Ρ‚Ρƒ ΠΆΠ΅ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρƒ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ, Ссли ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈΠ· всСх частиц Π”Π­Π“, располоТСнных Π² ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π²Π°Π»Π΅ энСргий, Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹Ρ… ħωс (Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΉ плотности состояний D0=mπℏ2{\displaystyle D_{0}={\frac {m}{\pi \hbar ^{2}}}} Π½Π° ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ ħωс), формируСтся ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ.

ΠšΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡ элСктронов Π² Π”Π­Π“ Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅ опрСдСляСтся ΠΏΠΎ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π΅ ns=NNH{\displaystyle n_{s}=NN_{H}}, Ссли ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ ΠΏΠΎΠΏΠ°Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π² Ρ‰Π΅Π»ΡŒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ уровнями Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ. Π’ ΠΎΠ±Ρ‰Π΅ΠΌ случаС частичноС Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ характСризуСтся Ρ‚Π°ΠΊ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹ΠΌ Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ заполнСния Ξ½=nsNH=nsheB{\displaystyle \nu ={\frac {n_{s}}{N_{H}}}={\frac {n_{s}h}{eB}}}Β β€” ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π”Π­Π“ ΠΊ Π²Ρ‹Ρ€ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΡŽ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ. Он ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ Ρ†Π΅Π»Ρ‹Π΅, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π΄Ρ€ΠΎΠ±Π½Ρ‹Π΅ значСния[5].

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π°[ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ | ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ΄]

Π―Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅, ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΎΠ΅ Π₯ΠΎΠ»Π»ΠΎΠΌ Π² 1879 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ, состоит Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ с Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠΌ, ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‰Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΌ Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅, пСрпСндикулярноС Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π² Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ, пСрпСндикулярном направлСниям Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. Π‘ΠΈΠ»Π° Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° FL = eBv заставляСт элСктроны ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒΡΡ Π² Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ, пСрпСндикулярном ΠΈΡ… скорости v. Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ происходит Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΈΠΌΡ‘Π½Π½Ρ‹Ρ… зарядов Π½Π° краях ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, ΠΈ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π±ΠΎΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΌΠΈ гранями ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π° Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² VH, Π° Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ Π½Π΅Π³ΠΎΒ β€” элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ EH, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΈ ΡƒΡ€Π°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡˆΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ силу Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°.

Π’ΠΎΠΊ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π΅Ρ† Ρ€Π°Π²Π΅Π½ I = nevS, Π³Π΄Π΅ nΒ β€” концСнтрация элСктронов, SΒ β€” ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ сСчСния ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°: S = bd, Π³Π΄Π΅ bΒ β€” Π΅Π³ΠΎ ΡˆΠΈΡ€ΠΈΠ½Π°, dΒ β€” Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π°.

УсловиС равСнства силы Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° ΠΈ силы, Π²Ρ‹Π·Π²Π°Π½Π½ΠΎΠΉ холловским ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ, Π΅ΡΡ‚ΡŒ eEH = eVH/b = evB. ΠžΡ‚ΡΡŽΠ΄Π° слСдуСт, Ρ‡Ρ‚ΠΎ VH = bvB = IvB/nevd = IB/end = IRH, Π³Π΄Π΅ RH называСтся холловским сопротивлСниСм. Π’ Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… систСмах RH = B/ens, Π³Π΄Π΅ nsΒ β€” повСрхностная концСнтрация элСктронов.

Π’Π°ΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ RHΒ β€” это ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠΉ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ, RH = Rxy = Vy/Ix. ΠŸΡ€ΠΈ этом ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ сопротивлСниС RL = Rxx = Vx/Ix, слабо зависит ΠΎΡ‚ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля, ΠΎΡΡ‚Π°Π²Π°ΡΡΡŒ ΠΏΠΎ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠΈΠΌ ΠΊ своСму Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΡŽ ΠΏΡ€ΠΈ B = 0[7].

ЦСлочислСнный ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°[ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ | ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ΄]

\nu ={\frac  {n_{s}}{N_{H}}}={\frac  {n_{{s}}h}{eB}} Рис. 2. Зависимости холловского сопротивлСния ΠΎΡ‚ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. На зависимости холловского сопротивлСния ΡƒΠΊΠ°Π·Π°Π½Ρ‹ Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ заполнСния для Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Β«ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎΒ».

Как Π±Ρ‹Π»ΠΎ Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‡Π΅Π½ΠΎ ΠšΠ»ΠΈΡ‚Ρ†ΠΈΠ½Π³ΠΎΠΌ[1], ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΈ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π² инвСрсном слоС ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²ΠΎΠ³ΠΎ МОП транзистора ΠΏΡ€ΠΈ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΡ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… (Π’ ~ 1 K) ΠΈ Π² ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… полях (B > 1 Π’Π») линСйная Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ холловского сопротивлСния смСняСтся Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π΄ΠΎΠΉ ступСнСй (ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎ) ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π½Π° Рис. 2. Π’Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° сопротивлСния Π½Π° этих ΡΡ‚ΡƒΠΏΠ΅Π½ΡŒΠΊΠ°Ρ… Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΈ Ρ„ΡƒΠ½Π΄Π°ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… физичСских констант, Π΄Π΅Π»Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ Π½Π° Ρ†Π΅Π»ΠΎΠ΅ число Ξ½{\displaystyle \nu }:

RH=hΞ½e2{\displaystyle R_{H}={\frac {h}{\nu e^{2}}}}

Когда Π½Π° зависимости холловского сопротивлСния RH Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎ, ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ элСктричСскоС сопротивлСниС становится ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΠΌΠ°Π»ΠΎΠΉ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ΠΎΠΉ (ΠΎΠ½ΠΎ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ Π½ΡƒΠ»ΡŽ с высокой ΡΠΊΡΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ). ΠŸΡ€ΠΈ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΡ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ… Ρ‚ΠΎΠΊ Π² ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Ρ‚Π΅Ρ‡ΡŒ Π±Π΅Π· диссипации (рассСяния).

ΠŸΡ€Π΅Ρ†ΠΈΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹Π΅ измСрСния Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π° точности квантования RH Π½Π΅ ΡΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ сущСствСнныС ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Ρ‹ экспСримСнта, ΠΊΠ°ΠΊ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†ΠΎΠ², влияниС Π³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ† ΠΈ Π²Π°ΠΆΠ½ΠΎΠ΅ Π² ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎΠΌ эффСктС Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π·Π°ΠΊΠΎΡ€Π°Ρ‡ΠΈΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ холловского напряТСния омичСскими ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π°ΠΌΠΈ, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΡΡ‚Π΅ΠΏΠ΅Π½ΡŒ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½ΡΡ‚Π²Π° структур, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ большого количСства примСсСй ΠΈ Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ², Ρ‚ΠΈΠΏ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ находится 2D-элСктронный Π³Π°Π·, Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π° ΠΈ сила ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Π­ΠΊΡΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ квантования Ρ‚Π°ΠΊ высока, Ρ‡Ρ‚ΠΎ встал вопрос ΠΎ мСтрологичСских примСнСниях КЭΠ₯: ΠΏΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΠΊΠ΅ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ» ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠΉ элСктродинамики с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ ΠΏΡ€Π΅Ρ†ΠΈΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠ³ΠΎ опрСдСлСния постоянной Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΎΠΉ структуры ΠΈΠ»ΠΈ создания Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ эталона сопротивлСния.

Π­ΠΊΡΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ установка[ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ | ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ΄]

R_{H}={\frac  {h}{\nu e^{2}}} ГСомСтрия измСрСния ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°. RH=V35/I12 RL=V34/I12

Для наблюдСния эффСкта гСтСроструктуру со сформированным Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΌ элСктронным Π³Π°Π·ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅, пСрпСндикулярноС плоскости элСктронного Π³Π°Π·Π°. ΠŸΡ€ΠΈ пропускании Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π΅Ρ† ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΡΡŽΡ‚ Ρ‚ΠΎΠΊ, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ напряТСниС вдоль ΠΈ ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Ρ‘ΠΊ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π°.

ΠšΠ°Ρ‡Π΅ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½Π°Ρ интСрпрСтация цСлочислСнного ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°[ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ | ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ΄]

Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Ρ‹ Π΄Ρ€Π΅ΠΉΡ„ΡƒΡŽΡ‚ вдоль Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΉ постоянной энСргии, формируя Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΈ ΠΊΡ€Π°Π΅Π²Ρ‹Π΅ Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ состояния

ЦСлочислСнный ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ просто ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€ΠΏΡ€Π΅Ρ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ Π½Π° основС ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈ ΠΊΡ€Π°Π΅Π²Ρ‹Ρ… состояний. Как ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ, ΡΠΊΡΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π΅Ρ† с Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΌ элСктронным Π³Π°Π·ΠΎΠΌ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Ρƒ, Π·Π°Π΄Π°Π²Π°Π΅ΠΌΡƒΡŽ литографичСским ΠΊΡ€Π°Π΅ΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΊΡ€Π°Π΅ΠΌ области ΠΏΠΎΠ΄ Π·Π°Ρ‚Π²ΠΎΡ€ΠΎΠΌ. Π’ΠΎΠ·Π»Π΅ края формируСтся ΠΎΠ±Π΅Π΄Π½ΡΡŽΡ‰Π΅Π΅ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ ΠΊ ΠΊΡ€Π°ΡŽ (Ρ€Π΅Ρ‡ΡŒ ΠΈΠ΄Ρ‘Ρ‚ ΠΎΠ± ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнных элСктронах). Оно ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ зависимости нуля отсчёта ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ ΠΎΡ‚ ΠΊΠΎΠΎΡ€Π΄ΠΈΠ½Π°Ρ‚Ρ‹, поэтому ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ Β«ΠΈΠ·Π³ΠΈΠ±Π°ΡŽΡ‚ΡΡΒ» Π²Π²Π΅Ρ€Ρ… Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ края. Как извСстно Π² скрСщСнных ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΈ элСктричСском полях заряТСнная частица Π΄Ρ€Π΅ΠΉΡ„ΡƒΠ΅Ρ‚ вдоль Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ постоянной энСргии — эквипотСнциали. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Ρ‹ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡŽΡ‚ состояния согласно статистикС Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈΒ β€” Π”ΠΈΡ€Π°ΠΊΠ° Π΄ΠΎ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ уровня Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ, ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π΅ заполнСния Ξ½{\displaystyle \nu }, Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠΎΠΌ ΠΊ цСлочислСнному Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΡŽ Π²Π΄Π°Π»ΠΈ ΠΎΡ‚ ΠΊΡ€Π°Ρ‘Π² Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ состояния, Π½Π΅ ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π² проводимости, Π° Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ ΠΊΡ€Π°Ρ‘Π²Β β€” ΠΊΡ€Π°Π΅Π²Ρ‹Π΅ Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ состояния. ΠŸΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ Ρ‚ΠΎΠΊ Π½Π° ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹Ρ… Π±Π΅Ρ€Π΅Π³Π°Ρ… Π΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ элСктронного Π³Π°Π·Π° ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΎΠ΅ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅, Π° Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄Π° ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π½ΠΎ задаётся Π·Π½Π°ΠΊΠΎΠΌ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. Π’ΠΎΠΊ пСрСносимый ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΌ ΠΊΡ€Π°Π΅Π²Ρ‹ΠΌ состояниСм ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Π°Π½ ΠΈ Ρ€Π°Π²Π΅Π½ e2hΞΌ{\displaystyle {\frac {e^{2}}{h}}\mu }, Π³Π΄Π΅ ΞΌ{\displaystyle \mu }Β β€” Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ элСктрохимичСского ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π°. А число ΠΊΡ€Π°Π΅Π²Ρ‹Ρ… ΠΊΠ°Π½Π°Π»ΠΎΠ² Ρ†Π΅Π»ΠΎΠ΅ ΠΈ опрСдСляСтся Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ заполнСния Ξ½{\displaystyle \nu }. Π’ этом случаС, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½Ρ‹Π΅ состояния Π½Π° ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ пространствСнно Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Ρ‹ ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠ΅ рассСяниС ΠΏΠΎΠ΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΎ, рСализуСтся Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

ВлияниС нСоднородностСй[ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ | ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ΄]

Π”Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚Ρ‹, примСси ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ нСоднородности Π² кристаллС, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΡƒΡŽΡ‚, Β«ΠΈΠ·ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚Β» ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ элСктроны Π² Β«Π»ΠΎΠ²ΡƒΡˆΠΊΠ°Ρ…Β», ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ΠΎΠΉ возникновСния ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΈΡ… ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎ Π½Π° Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊΠ°Ρ… холловского сопротивлСния ΠΈ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΈΡ… ΠΌΠΈΠ½ΠΈΠΌΡƒΠΌΠΎΠ² омичСского сопротивлСния. На повСрхности кристалла ΠΎΡΡ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚Ρ‹ ΠΈ примСси, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΡ€ΠΎΠΆΠ΄Π°ΡŽΡ‚ энСргСтичСскиС Β«Π΄ΠΎΠ»ΠΈΠ½Ρ‹Β» ΠΈ Β«Ρ…ΠΎΠ»ΠΌΡ‹Β». Когда ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ оказываСтся Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ, Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… ΠΏΠΎΠΏΠ°Π΄Π°ΡŽΡ‚ Π² Π»ΠΎΠ²ΡƒΡˆΠΊΡƒ ΠΈ ΠΈΠ·ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ. Они большС Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‚ участиС Π² процСссах элСктропроводности Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· кристалл. Π›ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ элСктроны ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΌΠΈ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡŽΡ‚ ΠΈ ΠΎΡΠ²ΠΎΠ±ΠΎΠΆΠ΄Π°ΡŽΡ‚ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½ΠΈ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля, поддСрТивая Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ΅ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ Π² энСргСтичСски Π³Π»Π°Π΄ΠΊΠΎΠΉ области кристалла для протяТСнных ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π²Π°Π»ΠΎΠ² Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. ΠŸΡ€ΠΈ этом холловскоС сопротивлСниС ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π° ΠΈ магнитосопротивлСниС ΠΎΡΡ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ постоянными. Π›ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ благодаря Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚Π°ΠΌ кристалла элСктроны ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ собой Ρ…Ρ€Π°Π½ΠΈΠ»ΠΈΡ‰Π΅ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΡ‹Ρ… для Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ заполнСния ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ΠΉ Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ носитСлСй Π² энСргСтичСски Π³Π»Π°Π΄ΠΊΠΎΠΉ области кристалла для ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π²Π°Π»Π° напряТСнностСй ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΉ. Π‘Π°ΠΌΠΎ сущСствованиС цСлочислСнного ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° зависит ΠΎΡ‚ наличия Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ² Π² кристаллС. Π‘Π΅Π· нСоднородностСй Π² кристаллС, «идСально чистая» систСма ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠ»Π° Π±Ρ‹ ΠΊ Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎΠΌΡƒ эффСкту Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Π±Π΅Π· квантованности[8].

О сопротивлСнии, проводимости ΠΈ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π΅ Π² условиях квантования холловского сопротивлСния[ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ | ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ΄]

Π­ΠΊΠ²ΠΈΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΈ Π² ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π΅ с двумя ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π°ΠΌΠΈ Π² условиях ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

Π’ 1982 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ Π”Π°Π½ΠΈΡΠ»ΡŒ Π¦ΡƒΠΈ (Daniel Tsui) ΠΈ Π₯орст Π¨Ρ‚Ρ‘Ρ€ΠΌΠ΅Ρ€ (Horst StΓΆrmer) Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΠ»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Β«ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎΒ» Π² холловском сопротивлСнии Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ Ρ†Π΅Π»Ρ‹Ρ… значСниях n, Π½ΠΎ ΠΈ Π² сущСствСнно Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… полях[4] ΠΏΡ€ΠΈ n=1/3. Π’ дальнСйшСм Π±Ρ‹Π»ΠΈ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½Ρ‹ ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎ элСктричСского сопротивлСния ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… Π΄Ρ€ΠΎΠ±Π½Ρ‹Ρ… значСниях n, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ ΠΏΡ€ΠΈ n=2/5, 3/7…

ΠŸΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Π° Π΄Ρ€ΠΎΠ±Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π±Ρ‹Π»Π° объяснСна Π . Π›Π°Ρ„Ρ„Π»ΠΈΠ½ΠΎΠΌ Π² 1983Β Π³ΠΎΠ΄Ρƒ[9]. Π’ 1998Β Π³ΠΎΠ΄Ρƒ Π¦ΡƒΠΈ, Π¨Ρ‚Ρ‘Ρ€ΠΌΠ΅Ρ€ ΠΈ Π›Π°Ρ„Ρ„Π»ΠΈΠ½ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ ΠΠΎΠ±Π΅Π»Π΅Π²ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΏΡ€Π΅ΠΌΠΈΡŽ ΠΏΠΎ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅ Π·Π° ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΈΠ΅ ΠΈ объяснСниС этого явлСния[10]

ΠšΠ°Ρ‡Π΅ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ объяснСниС Π΄Ρ€ΠΎΠ±Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°[ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ | ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ΄]

Π‘ΡƒΡ‚ΡŒ явлСния Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ° элСктронов Β«ΠΎΠ±ΡŠΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΡΡŽΡ‚ΡΡΒ» Π² Π½ΠΎΠ²ΡƒΡŽ «частицу», заряд ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ мСньшС заряда элСктрона. Π”Ρ€ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΉ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° нСльзя ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° основС повСдСния ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Ρ… элСктронов Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅. ΠŸΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π²ΠΎ взаимодСйствии ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ элСктронами. ΠœΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ создаСт Β«Π²ΠΈΡ…Ρ€ΠΈΒ», ΠΏΠΎ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌΡƒ Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°. ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ ΠŸΠ°ΡƒΠ»ΠΈ Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ элСктрон Π±Ρ‹Π» ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΌ Β«Π²ΠΈΡ…Ρ€Π΅ΠΌΒ». Когда ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Π΅ поля ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ‹ΡˆΠ°ΡŽΡ‚ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρƒ, ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΡƒΡŽ ЦКЭΠ₯ с i=1, Π²ΠΈΡ…Ρ€Π΅ΠΉ становится большС, Ρ‡Π΅ΠΌ элСктронов. ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ ΠŸΠ°ΡƒΠ»ΠΈ выполняСтся ΠΏΡ€ΠΈ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠΈ Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… Π²ΠΈΡ…Ρ€Π΅ΠΉ Π½Π° элСктронС, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°ΡŽΡ‚ мСТэлСктронноС кулоновскоС ΠΎΡ‚Ρ‚Π°Π»ΠΊΠΈΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½ Β«Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‚Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚Β» ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΈ становится «составной частицСй». Π‘ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ зрСния Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ «составныС частицы» ΠΎΠΏΠΈΡΡ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π³ΠΎΡ€Π°Π·Π΄ΠΎ Π»Π΅Π³Ρ‡Π΅, Ρ‡Π΅ΠΌ «свободныС» элСктроны. Π—Π°Ρ…Π²Π°Ρ‡Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ° мСняСт ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Ρƒ частиц, «прСвращая» Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠΎΠ½Ρ‹ Π² Π±ΠΎΠ·ΠΎΠ½Ρ‹. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½, Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‚ΠΈΠ²ΡˆΠΈΠΉ Ρ‡Π΅Ρ‚Π½ΠΎΠ΅ число ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ² ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°, становится Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠΎΠ½ΠΎΠΌ, Π° Π½Π΅Ρ‡Π΅Ρ‚Π½ΠΎΠ΅ число ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ² ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°Β β€” Π±ΠΎΠ·ΠΎΠ½ΠΎΠΌ. ΠŸΡ€ΠΈ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ Π½Π° 1/3 Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅Π³ΠΎ уровня Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ элСктрон ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°Π΅Ρ‚ Ρ‚Ρ€ΠΈ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚Π° ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ получаСтся ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ‚Π½Ρ‹ΠΉ Π±ΠΎΠ·ΠΎΠ½. Он находится Π² условиях Π½ΡƒΠ»Π΅Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля (ΠΎΠ½ΠΎ ΡƒΠΆΠ΅ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΎ Π² Π½ΠΎΠ²ΡƒΡŽ частицу) ΠΈ Π² состоянии Π±ΠΎΠ·Π΅-кондСнсации Π² Π½ΠΎΠ²ΠΎΠΌ энСргСтичСском состоянии. МоТно ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³Π΅Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ‰Π΅Π»ΡŒ, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΡƒΡŽ для возникновСния квантования холловского сопротивлСния ΠΈ для обращСния Π² ноль ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ сопротивлСния, ΡΠΊΡΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄Π°ΠΌΠΈ. Когда Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ Π²ΠΈΡ…Ρ€Π΅ΠΉ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля Π½Π΅ Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‡Π΅Π½Π°, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Π΄Ρ€ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΉ Π΄Π΅Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΡ‚ заряда Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ ΠΈΠ· этих Π²ΠΈΡ…Ρ€Π΅ΠΉ. По ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с элСктронами, это ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Π΄Ρ€ΠΎΠ±Π½Ρ‹Π΅ заряды. ΠšΠ²Π°Π·ΠΈΡ‡Π°ΡΡ‚ΠΈΡ†Ρ‹ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ свободно Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ. ΠžΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΎ Π½Π° Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠΊΠ°Ρ… происходит ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ Π² цСлочислСнном ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠΌ эффСктС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, ΠΈΠ·-Π·Π° Ρ„Π»ΡƒΠΊΡ‚ΡƒΠ°Ρ†ΠΈΠΉ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π° Π½Π° Π΄Π΅Ρ„Π΅ΠΊΡ‚Π°Ρ… кристалла. ΠžΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ носитСли элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°Β β€” Π½Π΅ элСктроны, Π° частицы с Π΄Ρ€ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΌ зарядом. Π”Ρ€ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΉ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΡΠ΅Ρ‚ΡΡ Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‚ΠΎΠΌ Π½Π΅Ρ‡Π΅Ρ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ числа Π²ΠΈΡ…Ρ€Π΅ΠΉ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΌ элСктроном[11].

  1. ↑ 1 2 3 K. v. Klitzing, G. Dorda, M. Pepper New Method for High-Accuracy Determination of the Fine-Structure Constant Based on Quantized Hall Resistance Phys. Rev. Lett. 45, 494 (1980) DOI:10.1103/PhysRevLett.45.494
  2. ↑ НобСлСвский Π»Π°ΡƒΡ€Π΅Π°Ρ‚ ΠΏΠΎ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅ Π·Π° 1985 Π³ΠΎΠ΄
  3. ↑ К. Ρ„ΠΎΠ½ ΠšΠ»ΠΈΡ‚Ρ†ΠΈΠ½Π³ Β«ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°: НобСлСвскиС Π»Π΅ΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΏΠΎ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅Β β€” 1985Β Π³.Β» УЀН 150, 107 (1986).
  4. ↑ 1 2 D. C. Tsui, H. L. StΓΆrmer, A. C. Gossard Two-Dimensional Magnetotransport in the Extreme Quantum Limit Phys. Rev. Lett. 48, 1559 (1982). DOI:10.1103/PhysRevLett.48.1559
  5. ↑ 1 2 Ando T., Fowler A. B. and Stern F. Electronic properties of two-dimensional systems Rev. Mod. Phys. 54, 437 (1982).
  6. ↑ Π›.Β Π”.Β Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ, Π•. М.Β Π›ΠΈΡ„ΡˆΠΈΡ† «ВСорСтичСская Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°Β», Π² 10 Ρ‚, Ρ‚. 3 Β«ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Π°Ρ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠΊΠ° (нСрСлятивистская тСория)Β», М., Π€ΠΈΠ·ΠΌΠ°Ρ‚Π»ΠΈΡ‚, 2002, 808 с., ISBN 5-9221-0057-2 (Ρ‚. 3), Π³Π». 15 Β«Π”Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅Β», ΠΏ. 112 Β«Π”Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅Β», c. 554β€”559;
  7. ↑ Askerov, B. M.Β (Π°Π½Π³Π».)русск.. Electron Transport Phenomena in Semiconductors, 5-Π΅ ΠΈΠ·Π΄Β (Π°Π½Π³Π».).Β β€” Singapore: World Scientific, 1994.Β β€” P.Β 416.
  8. ↑ Π’. К.Β Π’ΠΎΡ€ΠΎΠ½ΠΎΠ², А.Β Π’. ПодоплСлов «БоврСмСнная Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°Β», ΡƒΡ‡Π΅Π±Π½ΠΎΠ΅ пособиС, М., КомКнига, 2005, 512 с., ISBN 5-484-00058-0, Π³Π». 4 Β«ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€Π²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈΒ», ΠΏ 4.7 Β«ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°Β», ΠΏΠΏ 4.7.4 «ЦСлочислСнный ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°Β», с. 249β€”253;
  9. ↑ R. B. Laughlin, Anomalous Quantum Hall Effect: An Incompressible Quantum Fluid with Fractionally Charged Excitations Phys. Rev. Lett. 50, 1395 (1983) DOI:10.1103/PhysRevLett.50.1395
  10. ↑ НобСлСвскиС Π»Π°ΡƒΡ€Π΅Π°Ρ‚Ρ‹ ΠΏΠΎ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅ Π·Π° 1998 Π³ΠΎΠ΄
  11. ↑ Π’. К.Β Π’ΠΎΡ€ΠΎΠ½ΠΎΠ², А.Β Π’. ПодоплСлов «БоврСмСнная Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°Β», ΡƒΡ‡Π΅Π±Π½ΠΎΠ΅ пособиС, М., КомКнига, 2005, 512 с., ISBN 5-484-00058-0, Π³Π». 4 Β«ΠŸΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈΒ», ΠΏ 4.7 Β«ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°Β», ΠΏΠΏ 4.7.5 Β«Π”Ρ€ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΉ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°Β», с. 253β€”259;

Π›ΠΈΡ‚Π΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°[ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ | ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠ΄]

Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΈ Π³Π΄Π΅ ΠΎΠ½ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΠΈΠΌ?

АмСриканский ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹ΠΉ Π­Π΄Π²ΠΈΠ½ Π₯ΠΎΠ»Π» Π² 1879 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠ», Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½Π½ΠΎΠΌ Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅Β  ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π² Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ, пСрпСндикулярном Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ I ΠΈ Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρƒ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ Π’. Π”Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ эффСкт Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊ вслСдствиС воздСйствия силы Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° Π½Π° заряды, двиТущиСся Π² этом ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅.

На рисункС Π½ΠΈΠΆΠ΅ ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π° тонкая пластина, пронизываСмая ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ с ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠ΅ΠΉ Π’, Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ пСрпСндикулярно Ρ‡Π΅Ρ€Ρ‚Π΅ΠΆΡƒ, ΠΏΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Ρ‹ ΠΎΡ‚ зритСля ΠΈ уходят Π·Π° Ρ‡Π΅Ρ€Ρ‚Π΅ΠΆ (ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Ρ‹ крСстиком):

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π² Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΎΠΉ пластинС ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°

Π—Π° Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° I ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‚ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ двиТСния ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядов, для ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π° скорости V ΠΈ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° I ΡΠΎΠ²ΠΏΠ°Π΄Π°ΡŽΡ‚ (рисунок Π°)). Π£ зарядов ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΈ скорости Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Ρ‹ Π² ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹Π΅ стороны (рисунок Π±)). Β ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΠΈΠ² ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ Π»Π΅Π²ΠΎΠΉ Ρ€ΡƒΠΊΠΈ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ ΡƒΠ±Π΅Π΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ сила Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° Π² ΠΎΠ±ΠΎΠΈΡ… случаях Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π° ΠΊ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ (Π½Π° рисункС) Π³Ρ€Π°Π½ΠΈ пластины.

ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ дСйствия эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΈ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ². Π£ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² n – Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Ρƒ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ², Π³Π΄Π΅ носитСлями зарядов ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ элСктроны, Π½Π° Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ части пластины Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΈΠ·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд, Π° ниТняя Π³Ρ€Π°Π½ΡŒ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΈΡΠΏΡ‹Ρ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ нСдостаток элСктронов ΠΈ зарядится ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π½Π° рисункС Π½ΠΈΠΆΠ΅ (Π°)):

Π Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ΠΎΠΌ этого становится Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Ρ‹ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ ΠΈ Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ гранями ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° UΠ½.

Π£ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² p – Ρ‚ΠΈΠΏΠ°, носитСлями заряда ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнныС Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ, вСрхняя Π³Ρ€Π°Π½ΡŒ (рисунок Π²Ρ‹ΡˆΠ΅) ΠΏΡ€ΠΈΠΎΠ±Ρ€Π΅Ρ‚Π°Π΅Ρ‚ Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд, Π° ниТняя – ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ (рисунок Π±)). ΠŸΡ€ΠΈ исслСдовании распрСдСлСния зарядов ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ проводимости (элСктронный ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ) ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Π’Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π² процСссС изучСния эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π±Ρ‹Π»ΠΎ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Ρ‹ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ смСшанной элСктронно – Π΄Ρ‹Ρ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. Π£ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ², ΠΈΠ· β€” Π·Π° Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΄Ρ‹Ρ€ΠΊΠΈ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ большСй ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ, распрСдСлСниС зарядов ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ ΠΈ Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ гранями Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ ΠΆΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² p – Ρ‚ΠΈΠΏΠ°.

ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° I пСрпСндикулярСн скорости V пСрСмСщСния зарядов ΠΈ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌΡƒ полю Π’, Ρ‚ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для сила Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π²ΠΈΠ΄:

Π‘ΠΈΠ»Π° Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ ΠΏΡ€ΠΈ эффСктС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Заряды, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΡΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ ΠΈ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ гранях пластины, ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‚ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π•, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π²ΠΎΠ·Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π½Π° заряды с силой:

Π‘ΠΈΠ»Π° Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ Π½Π° заряды скопившиСся Π² мСталличСской пластинС

Когда устанавливаСтся стационарноС распрСдСлСниС зарядов Π² ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠΌ сСчСнии ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, эти Π΄Π²Π΅ силы ΡƒΡ€Π°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡˆΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π°, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ FΠ» = Fэл, поэтому:

Π£Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡˆΠΈΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ элСктростатичСских сил ΠΏΡ€ΠΈ эффСктС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Из Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρ‹ плотности Ρ‚ΠΎΠΊΠ°:

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° плотности Ρ‚ΠΎΠΊΠ°

Π“Π΄Π΅: q – заряд частицы, n – количСство частиц Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ объСма, V – ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈΡ… двиТСния.

НайдСм ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ:

Π‘ΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ упорядочСнного двиТСния заряТСных частиц

ΠŸΠΎΠ΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΠΌ это Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρƒ (1):

ΠΠ°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля

Π Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ ΠΈ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ Π³Ρ€Π°Π½ΡŒΡŽ с расстояниСм ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ d, Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ:

Π Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ ΠΈ Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ Π³Ρ€Π°Π½ΡŒΡŽ пластины ΠΏΡ€ΠΈ эффСктС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

ΠšΠΎΡΡ„Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΠ΅Π½Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ Π² этой Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π΅:

ΠšΠΎΡΡ„Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΠ΅Π½Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ постоянная Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π’Π°ΠΊ ΠΆΠ΅ Π΅Π³ΠΎ Π΅Ρ‰Π΅ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ постоянной Π₯ΠΎΠ»Π»Π°. Π£Ρ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ (3) ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ΄:

Π Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами ΠΏΡ€ΠΈ эффСктС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

МоТно ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ гранями ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° прямо ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π΅ проводящСй пластины d, ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ Π’ ΠΈ плотности Ρ‚ΠΎΠΊΠ° j.

Для Π»ΡŽΠ±ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… Π²ΠΈΠ΄Π΅ΠΎ ΠΎ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ°Ρ… Π₯ΠΎΠ»Π»Π°:

ΠŸΠΎΠ½ΡΡ‚ΠΈΠ΅ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π”ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΎ 21 дСкабря 2015 Π² 08:00

Π‘ΠΎΡ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π±Ρ‹Π» ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ Π­Π΄Π²ΠΈΠ½ΠΎΠΌ Π₯ΠΎΠ»Π»ΠΎΠΌ Π² 1879 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ, Π½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΡˆΠ»ΠΎ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π»Π΅Ρ‚, ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ΄Π΅ Ρ‡Π΅ΠΌ тСхнологичСскоС Ρ€Π°Π·Π²ΠΈΡ‚ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΠ»ΠΎ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ схСмам Π² ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠ΅Ρ€Π΅ Π²ΠΎΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ этим явлСниСм. БСгодня микросхСмы Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ° Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»Π°Π³Π°ΡŽΡ‚ ΡƒΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΉ способ для достиТСния Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Ρ… ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΈΠ·ΠΎΠ»ΡΡ†ΠΈΡŽ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ измСряСмого Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ†Π΅ΠΏΡŒΡŽ.

ΠžΡ‚ Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° ΠΊ Π₯ΠΎΠ»Π»Ρƒ

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° являСтся ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ силы Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°, которая описываСт силу, Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΡƒΡŽ Π½Π° заряТСнныС частицы – Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ элСктрон – двиТущиСся Π² ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅. Если ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΎ пСрпСндикулярно Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ двиТСния элСктронов, Π½Π° элСктрон дСйствуСт сила, которая пСрпСндикулярна ΠΈ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ двиТСния, ΠΈ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля.

сила Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° относится ΠΊ ситуации, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ сила Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° дСйствуСт Π½Π° элСктроны, двиТущиСся Π² ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅, Ρ‚Π°ΠΊ Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π° ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² – ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ словами, напряТСниС – Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ двумя сторонами ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.

эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π‘Π»Π΅Π΄ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΎΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ стрСлки Π½Π° Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ рисункС ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ направлСния протСкания ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, Π° это ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктроны Π΄Π²ΠΈΠ³Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π² ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΎΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ. НаправлСниС силы Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° опрСдСляСтся ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎΠΌ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎΠΉ Ρ€ΡƒΠΊΠΈ, ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ двиТСния элСктрона ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. На ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΌ рисункС элСктрон двиТСтся Π²ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎ, Π° сила Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π° Π²Π²Π΅Ρ€Ρ…. На Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ рисункС элСктроны двиТутся Π²Π»Π΅Π²ΠΎ, Π° сила Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π° Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π° Π²Π½ΠΈΠ·, ΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд накапливаСтся Π½Π° Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ сторонС ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Π Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ΠΎΠΌ являСтся Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠΌ, которая Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ ΠΈ Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ ΠΊΡ€ΠΎΠΌΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, с Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½ΠΈΠΌ ΠΊΡ€Π°Π΅ΠΌ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с Π½ΠΈΠΆΠ½ΠΈΠΌ. Π­Ρ‚Π° Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² называСтся напряТСниСм Π₯ΠΎΠ»Π»Π°:

\[U_{Π₯ΠΎΠ»Π»}=-\frac{IB}{eρt}\]

Π­Ρ‚Π° Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π°, которая примСняСтся ΠΊ токопроводящСй пластинС, Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ Π½Π°ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ напряТСниС Π₯ΠΎΠ»Π»Π° зависит ΠΎΡ‚ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° (I), ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, ΠΎΡ‚ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΈ (B), ΠΎΡ‚ элСмСнтарного заряда элСктрона (e), количСства элСктронов Π² Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π΅ объСма (ρ) ΠΈ ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Ρ‹ пластины (t).

ИспользованиС эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

НапряТСния, Π³Π΅Π½Π΅Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹Π΅ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΌΠ°Π»Ρ‹ ΠΏΠΎ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡŽ ΠΊ воздСйствиям ΡˆΡƒΠΌΠ°, смСщСния ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ, Π²Π»ΠΈΡΡŽΡ‚ Π½Π° схСму, ΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Ρ€Π΅Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Π½Π° основС эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»ΠΈ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎ распространСны Π΄ΠΎ появлСния ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΈ, позволившСй созданиС ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² с высокой ΡΡ‚Π΅ΠΏΠ΅Π½ΡŒΡŽ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π»ΠΈ Π² сСбя ΠΈ элСмСнт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, ΠΈ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ схСму, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΡƒΡŽ для усилСния напряТСния Π₯ΠΎΠ»Π»Π°. Π’Π΅ΠΌ Π½Π΅ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅, Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Π½Π° основС эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅Π½Ρ‹ Π² своСй способности ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΡΡ‚ΡŒ нСбольшиС Ρ‚ΠΎΠΊΠΈ. НапримСр, Ρ‡ΡƒΠ²ΡΡ‚Π²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ACS712 ΠΎΡ‚ Allegro MicroSystems составляСт 185 ΠΌΠ’/А. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊ 10 мА создаст Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ напряТСниС Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ 1,85 ΠΌΠ’. Π­Ρ‚ΠΎ напряТСниС ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈΠ΅ΠΌΠ»Π΅ΠΌΡ‹ΠΌ, Ссли Ρƒ схСмы Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΠΉ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ ΡˆΡƒΠΌΠ°, Π½ΠΎ, Ссли Π² Ρ†Π΅ΠΏΡŒ протСкания Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ рСзистор 2 Ом, Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ напряТСниС 20 ΠΌΠ’, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅.

Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ°Ρ…; устройства, основанныС Π½Π° ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ простой связи ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠΌ, ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ ΠΈ напряТСниСм, ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ для измСрСния полоТСния, скорости ΠΈ напряТСнности ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. Π’ Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΉ ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠ΅ ΠΌΡ‹ сосрСдоточим Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ Π½Π° устройствах, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΡΡŽΡ‚ Ρ‚ΠΎΠΊ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· напряТСниС Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Π³Π΅Π½Π΅Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΠ΅ΠΌΠΎΠ΅, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅, создаваСмоС измСряСмым Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠΌ, концСнтрируСтся Π² элСмСнтС Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ° Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

Достоинства ΠΈ нСдостатки

Π₯арактСристики Ρƒ Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ… Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ² Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π½Π° основС эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° сильно ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ, поэтому Ρ‚Ρ€ΡƒΠ΄Π½ΠΎ ΡΡƒΠΌΠΌΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ достоинства ΠΈ нСдостатки использования эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ³ΠΎ распространСнного способа измСрСния Ρ‚ΠΎΠΊΠ°; Π° ΠΈΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ, вставки ΠΏΡ€Π΅Ρ†ΠΈΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠ³ΠΎ рСзистора Π² Ρ†Π΅ΠΏΡŒ протСкания Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΈ измСрСния появившСгося Π½Π° Π½Π΅ΠΌ падСния напряТСния с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ усилитСля. Π’ Ρ†Π΅Π»ΠΎΠΌ, Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° цСнятся Π·Π° «нСвлияниС» ΠΈ обСспСчСниС элСктричСской изоляции ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Ρ†Π΅ΠΏΡŒΡŽ протСкания Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ†Π΅ΠΏΡŒΡŽ. Π­Ρ‚ΠΈ устройства Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π΅ ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ влияния ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² Ρ†Π΅ΠΏΡŒ протСкания Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π½Π΅ вставляСтся ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ-Π»ΠΈΠ±ΠΎ сущСствСнного сопротивлСния, ΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, схСма ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΉ Π²Π΅Π΄Π΅Ρ‚ сСбя Ρ‚Π°ΠΊ ΠΆΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ Ссли Π±Ρ‹ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ° Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»ΠΎ вовсС. Π”ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ прСимущСством являСтся Ρ‚ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠΌ рассСиваСтся минимальная ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ; это особСнно Π²Π°ΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΈ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΡ… Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ².

Π§Ρ‚ΠΎ касаСтся точности, доступныС Π² настоящСС врСмя Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π΄ΠΎΡΡ‚ΠΈΡ‡ΡŒ минимальной ошибки Π² 1%. Π₯ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΡƒΠΌΠ°Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ Π½Π° основС рСзистора ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π΄Π°Ρ‚ΡŒ Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠΈΠΉ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚, Π½ΠΎ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΡ†Π΅Π½Ρ‚Π°, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ, Ρ…Π²Π°Ρ‚Π°Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅ с большими Ρ‚ΠΎΠΊΠ°ΠΌΠΈ/напряТСниями, Π³Π΄Π΅ ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ использованиС Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ² Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

НСдостатки Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ² Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ Π² сСбя ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½ частот ΠΈ Π²Ρ‹ΡΠΎΠΊΡƒΡŽ ΡΡ‚ΠΎΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ. ACS712 Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π΅Ρ‚ Π΄ΠΎ 80Β ΠΊΠ“Ρ†, Π° Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½ Melexis MLX91208, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ позиционируСтся, ΠΊΠ°ΠΊ Β«ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΡΠ½Ρ‹ΠΉΒ», ограничиваСтся Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ Π³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Π΅ΠΉ 250 ΠΊΠ“Ρ†. РСзистивный Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° с высокоскоростным усилитСлСм, с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ стороны, ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΎ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈ ΠΌΠ΅Π³Π°Π³Π΅Ρ€Ρ†ΠΎΠ²ΠΎΠΌ Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅. ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π°Π»ΠΎΡΡŒ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅, эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΏΠΎ своСй ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Π΅ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ измСрСния ΠΌΠ°Π»Ρ‹Ρ… Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ².

Π˜Π·ΠΎΠ»ΡΡ†ΠΈΡ

Одно ΠΈΠ· Π³Π»Π°Π²Π½Ρ‹Ρ… прСимущСств Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ² Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² элСктричСской изоляции, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΡƒΡŽ Π² контСкстС проСктирования схСм ΠΈ систСм Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠΉ развязкой. ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠΉ развязки ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ всякий Ρ€Π°Π·, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ΅ΠΊΡ‚ Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π΄Π²Π΅ схСмы ΡΠ²ΡΠ·Ρ‹Π²Π°Π»ΠΈΡΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ способом, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΎΡ‚Π²Ρ€Π°Ρ‰Π°Π΅Ρ‚ Π»ΡŽΠ±ΡƒΡŽ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ протСкания ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. ΠŸΡ€ΠΎΡΡ‚ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Ρ†ΠΈΡ„Ρ€ΠΎΠ²ΠΎΠΉ сигнал пСрСдаСтся Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· оптоизолятор, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΡ‹ напряТСния Π² ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΡ‹ свСта ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π΄Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ оптичСским способом, Π° Π½Π΅ элСктричСским. Одной ΠΈΠ· основных ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ для Ρ€Π΅Π°Π»ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠΉ развязки являСтся ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΎΡ‚Π²Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌ, связанных с зСмляными ΠΊΠΎΠ½Ρ‚ΡƒΡ€Π°ΠΌΠΈ:

корпуса

ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΡ‹ проСктирования схСм ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°ΡŽΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ взаимосвязанныС ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹ совмСстно ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ ΠΎΠ±Ρ‰ΡƒΡŽ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΡƒ Π·Π΅ΠΌΠ»ΠΈ, Π½Π° ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ прСдполагаСтся 0 Π’. Π’ Ρ€Π΅Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΆΠΈΠ·Π½ΠΈ, ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ, «зСмля» состоит ΠΈΠ· ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΡ… Π½Π΅Π½ΡƒΠ»Π΅Π²ΠΎΠ΅ сопротивлСниС, ΠΈ эти ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ слуТат Π² качСствС ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ протСкания Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΎΡ‚ схСмы Π½Π°Π·Π°Π΄ ΠΊ источнику питания. Π—Π°ΠΊΠΎΠ½ Ома Π½Π°ΠΏΠΎΠΌΠΈΠ½Π°Π΅Ρ‚ Π½Π°ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΈ сопротивлСниС Π΄Π°Π΄ΡƒΡ‚ напряТСниС, ΠΈ это ΠΏΠ°Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ напряТСния Π² ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΌ ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ «зСмля» Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ части схСмы Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎ такая ΠΆΠ΅ ΠΏΠΎ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Ρƒ, ΠΊΠ°ΠΊ «зСмля» Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ части схСмы. Π­Ρ‚Π° Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π° Π² ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π°Ρ… Π·Π΅ΠΌΠ»ΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ привСсти ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌΠ°ΠΌ, начиная ΠΎΡ‚ Π½Π΅Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Π΄ΠΎ катастрофичСских.

Для прСдотвращСния протСкания постоянного Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ двумя схСмами ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠ°Ρ развязка, ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‰Π°Ρ ΡƒΡΠΏΠ΅ΡˆΠ½ΠΎ ΠΎΠ±Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ схСмам с Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π°ΠΌΠΈ Π·Π΅ΠΌΠ»ΠΈ. Π­Ρ‚ΠΎ особСнно Π°ΠΊΡ‚ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎ для измСрСния Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ²: Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π½Ρ‹ΠΉ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±Π°Ρ‚Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ Ρ†Π΅ΠΏΡŒ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΠΎΠ½Π°Π΄ΠΎΠ±ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ для контроля Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΡ…, ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‰ΠΈΡ…ΡΡ Π² Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΡ… ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π°Ρ… Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ², Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Π² Ρ†Π΅ΠΏΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄Π° двигатСля. Π­Ρ‚ΠΈ большиС, быстро ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ Ρ‚ΠΎΠΊΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄ΡƒΡ‚ ΠΊ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ колСбаниям напряТСния Π² Ρ†Π΅ΠΏΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ протСкания Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Π”Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° позволяСт систСмС ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄Π° ΠΈ Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ схСму высокоточного Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ° ΠΎΡ‚ этих Π²Ρ€Π΅Π΄Π½Ρ‹Ρ… ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ Π·Π΅ΠΌΠ»ΠΈ.

Π‘ΠΈΠ½Ρ„Π°Π·Π½ΠΎΠ΅ напряТСниС

Π”Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ΅ Π²Π°ΠΆΠ½ΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΎΠ² Π₯ΠΎΠ»Π»Π° Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅ с высокими напряТСниями. Π’ схСмС рСзистивного Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ° Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΡƒΡΠΈΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ измСряСт Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Ρƒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ напряТСниями Π½Π° ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ сторонС рСзистора ΠΈ Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ. ΠŸΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌΠ° Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° эти напряТСния Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠΈ ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠΌ Π·Π΅ΠΌΠ»ΠΈ:

синфазноС напряТСниС

Π Π΅Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ усилитСли ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΠΎΠ³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Β«Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½ синфазности», Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ устройство Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΎΠ½ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π° ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌΠΈ напряТСниями ΠΌΠ°Π»Π°, ΠΈ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠ° Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π° ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ ΠΈ Π·Π΅ΠΌΠ»Π΅ΠΉ. Π”ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Ρ‹ синфазных Π²Ρ…ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… напряТСний Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… усилитСлСй, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ, Π½Π΅ выходят Π·Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Ρ‹ 80 ΠΈΠ»ΠΈ 100 Π’. Π‘ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ стороны, Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠΈ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊ Π² напряТСниС Π±Π΅Π· связи с ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠΌ Π·Π΅ΠΌΠ»ΠΈ Π² измСряСмой Ρ†Π΅ΠΏΠΈ. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, ΠΏΠΎΠΊΠ° напряТСниС Π½Π΅ достаточно Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π²Ρ‹Π·Π²Π°Ρ‚ΡŒ физичСскоС ΠΏΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅, синфазноС напряТСниС Π½Π΅ влияСт Π½Π° Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ Π΄Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ° Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

ΠžΡ€ΠΈΠ³ΠΈΠ½Π°Π» ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΠΈ

Π’Π΅Π³ΠΈ

Π“Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠ°Ρ развязкаДатчикДатчик Ρ‚ΠΎΠΊΠ°Π”Π°Ρ‚Ρ‡ΠΈΠΊ Π₯оллаЗСмляная ΠΏΠ΅Ρ‚Π»ΡΠ˜Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠ΅Π˜Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°ΠœΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ полСЭлСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊΠ­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π‘ΠΎΡ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ

29. Π­Ρ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚ Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΈ Π΅Π³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅.

ЭффС́кт Π₯о́лла — явлСниС возникновСния попСрСчной разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ²Β (Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠΉ такТС холловским напряТСниСм) ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° с постоянным Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠΌ Π²Β ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅. ΠžΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚Β Π­Π΄Π²ΠΈΠ½ΠΎΠΌ Π₯ΠΎΠ»Π»ΠΎΠΌΒ Π²Β 1879 Π³ΠΎΠ΄ΡƒΠ² Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΈΡ… пластинках золота.

Π’ΠΏΡ€ΠΎΡΡ‚Π΅ΠΉΡˆΠ΅ΠΌ рассмотрСнии эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° выглядит ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ. ΠŸΡƒΡΡ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· мСталличСский брус Π² слабом ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠΌ полС  тСчёт элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊΒ ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм напряТённости . ΠœΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½ΡΡ‚ΡŒΒ Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΠΈ заряда (для опрСдСлённости элСктроны) ΠΎΡ‚ ΠΈΡ… двиТСния вдоль ΠΈΠ»ΠΈ против элСктричСского поля к ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ· Π³Ρ€Π°Π½Π΅ΠΉ бруса. ΠŸΡ€ΠΈ этом ΠΊΡ€ΠΈΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ΅ΠΌ малости[1]Β Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΡΠ»ΡƒΠΆΠΈΡ‚ΡŒ условиС, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ этом элСктрон нС Π½Π°Ρ‡Π½Ρ‘Ρ‚ Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎΒ Ρ†ΠΈΠΊΠ»ΠΎΠΈΠ΄Π΅.

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, сила Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°Β ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Ρ‘Ρ‚ ΠΊ накоплСнию ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда Π²ΠΎΠ·Π»Π΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Π³Ρ€Π°Π½ΠΈ бруска ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π²ΠΎΠ·Π»Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΎΠΉ. НакоплСниС заряда Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ Π΄ΠΎ Ρ‚Π΅Ρ… ΠΏΠΎΡ€, ΠΏΠΎΠΊΠ° Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΡˆΠ΅Π΅Β ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠ΅ полС зарядов нС скомпСнсируСт ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΡƒΡŽ ΡΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰ΡƒΡŽ силы Π›ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ†Π°:

Π‘ΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктронов  моТно Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π·Β ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°:

гдС — концСнтрация носитСлСй заряда. Π’ΠΎΠ³Π΄Π°

ΠšΠΎΡΡ„Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΠ΅Π½Ρ‚Β Β ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ мСТду  и  называСтся коэффициСнтом (или константой)Β Π₯ΠΎΠ»Π»Π°. Π’ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Π·Π½Π°ΠΊ постоянной Π₯ΠΎΠ»Π»Π° зависит ΠΎΡ‚ Π·Π½Π°ΠΊΠ° носитСлСй заряда, Ρ‡Ρ‚ΠΎ позволяСт ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΡΡ‚ΡŒ ΠΈΡ… Ρ‚ΠΈΠΏ для большого числа мСталлов. Для Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ…, как свинСц,Β Ρ†ΠΈΠ½ΠΊ,Β ΠΆΠ΅Π»Π΅Π·ΠΎ,Β ΠΊΠΎΠ±Π°Π»ΡŒΡ‚,Β Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ„Ρ€Π°ΠΌ), Π² ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… полях Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Π·Π½Π°ΠΊΒ , Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΡΠ΅Ρ‚ΡΡ в полуклассичСской и квантовой тСориях твёрдого Ρ‚Π΅Π»Π°.

ΠΠ½ΠΎΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π‘Π»ΡƒΡ‡Π°ΠΉ появлСния напряТСния (элСктричСского поля) Π² ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π΅, пСрпСндикулярного Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ пропускаСмого Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π΅Ρ†Β Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎΡΡ Π² отсутствиС ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ постоянного магнитного поля (Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ явлСниС, ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½ΠΎΠ΅ эффСкту Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Π½ΠΎ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ΡΡ Π±Π΅Π· внСшнСго постоянного ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля), Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ΡΡΒ Π°Π½ΠΎΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ эффСктом Π₯ΠΎΠ»Π»Π°.

НСобходимым условиСм для наблюдСния аномального эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π° являСтся Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅Β ΠΈΠ½Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Π½Ρ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΠΈ ΠΏΠΎ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡŽ ΠΊ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΡŽ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈΒ Π² систСмС. НапримСр, Π°Π½ΠΎΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π° ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π² ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Π°Ρ… ΡΒ Π½Π°ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‡Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ[2].

ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Основная ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΡ:Β ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π’ ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… полях Π² плоском проводникС (Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π²Β ΠΊΠ²Π°Π·ΠΈΠ΄Π²ΡƒΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΌ элСктронном Π³Π°Π·Π΅) Π² систСмС Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ ΡΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒΡΡΒ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹Π΅Β ΡΡ„Ρ„Π΅ΠΊΡ‚Ρ‹, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ появлСнию ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°: ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡŽ холловского сопротивлСния. Π’ Π΅Ρ‰Ρ‘ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… полях проявляСтся дробный ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ связан с ΠΊΠ°Ρ€Π΄ΠΈΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ пСрСстройкой Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½Π΅ΠΉ структуры двумСрной элСктронной Тидкости.

Π‘ΠΏΠΈΠ½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Основная ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΡ:Β Π‘ΠΏΠΈΠ½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ эффСкт Π₯ΠΎΠ»Π»Π°

Π’ случаС отсутствия ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля Π² Π½Π΅ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ носитСлСй Ρ‚ΠΎΠΊΠ° с ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ направлСниями спинов Π² Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Π΅ стороны пСрпСндикулярно элСктричСскому полю. Π­Ρ‚ΠΎ явлСниС, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ²ΡˆΠ΅Π΅ Π½Π°Π·Π²Π°Π½ΠΈΠ΅ спинового эффСкта Π₯ΠΎΠ»Π»Π°, Π±Ρ‹Π»ΠΎ тСорСтичСски прСдсказано Π”ΡŒΡΠΊΠΎΠ½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΌ ΠΈ ΠŸΠ΅Ρ€Π΅Π»Π΅ΠΌ Π² 1971 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ. Говорят ΠΎ внСшнСм ΠΈ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½Π΅ΠΌ спиновых эффСктах. ΠŸΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… связан со спин-зависимым рассСяниСм, Π° Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ β€” со спин-ΠΎΡ€Π±ΠΈΡ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ взаимодСйствиСм.

Π”ΠΎΠ±Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠΌΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Ρ€ΠΈΠΉ

Π’Π°Ρˆ адрСс email Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠΏΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΠΎΠ²Π°Π½. ΠžΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ поля ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‡Π΅Π½Ρ‹ *