전기전자 실험 - 호올 효과 [Hall effect]
1. 실험 목적
: Hall Effect 이론을 이해하고, 어떻게 일어나는지 관찰해 본 후, Hall Effect의 특성을 이용하여 Hall 계수를 구할 수 있다.
2. Hall Effect 이론, 원리
: Hall Effect는 자기장에 놓여진 고체에 자기장과 수직인 전류가 흐를 때, 그 고체 내부에 횡단 방향의 전기장이 생성되는 현상이다. 전류와 자기장의 방향에 수직하게 걸리는 전압을 “홀전압”이라고 하는데, 홀전압 측정으로 도체에 흐르는 전하의 부호가 결정될 수 있고, 보통 전자와 양공이 흐르는 것으로 설명한다. Hall Effect의 원인은 자기장 속을 운동하는 하전입자에 작용하는 Lorentz Force(로렌츠의 힘)이다. 이 원리에 의해 전류가 흐르는 도체에 자기장이 가해지면 도체 내부를 흐르는 전하가 진행 방향에 수직으로 힘을 받아 도체의 한 쪽으로 치우쳐 흐르게 된다. 이렇게 전하가 한 쪽으로 치우침으로 인해 전하가 몰려있는 곳과 그렇지 않은 곳 사이에 전위차가 발생하는 현상을 Hall Effect라 한다. Hall Effect는 전하 운반자 밀도나 자기장을 측정하는데 유용하다.
3. Lorentz Force
: 자기장(B) 안에서 속력 v로 움직이는 전하가 받는 힘(F)을 말한다. Lorentz Force는 플레밍의 왼손법칙을 이용하여 사용할 수 있으며, 아래의 그림에서 ‘힘의 방향’이 Lorentz Force에 해당된다.
공식 :
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2013.12.10
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