http://en.wikipedia.org/wiki/Hall_effect
The Hall effect is the production of a voltage difference (the Hall voltage) across an electrical conductor, transverse to an electric current in the conductor and a magnetic field perpendicular to the current. Edwin Hall discovered this effect in 1879.[1]
The Hall coefficient is defined as the ratio of the induced electric field to the product of the current density and the applied magnetic field. It is a characteristic of the material from which the conductor is made, as its value depends on the type, number and properties of the charge carriers that constitute the current.
http://100.naver.com/100.nhn?docid=171937
자기장 속의 도체에서 자기장의 직각방향으로 전류가 흐르면, 자기장과 전류 모두에 직각방향으로 전기장이 나타나는 현상이다. 1879년 미국의 물리학자인 에드윈 홀(Edwin Hall)이 발견하였다.
홀효과는 전류가 흐르는 도선 안이나 다른 고체 안에서 움직이는 전하와 관련이 있다. 전류가 흐르는 도선에 수직인 자기장은 도선 내에서 움직이는 전하들을 한쪽 면으로 휘어지게 만든다.
따라서 도선의 한쪽면에는 음전하가 쌓여 음으로 대전되고, 다른 한쪽면은 양으로 대전된다.
그러면 전기장이 도선을 가로질러 존재하게 되는데, 이를 홀 전기장(Hall field)이라고 하며, 홀 전기장은 도선을 가로지르는 전위차(홀 전압, Hall voltage)를 측정하여 계산할 수 있다.
또한, 전하의 표류 속도는 vD=E/B이므로, 홀효과를 이용하여 움직이는 전하의 표류속도를 측정하고 부호를 결정할 수 있다.
전류가 같은 방향이라도 전하를 운반하는 입자의 전하 부호에 따라 발생하는 전기장의 방향이 달라진다. 그리고 입자의 농도에 따라서도 전기장의 세기가 달라진다.
이를 이용해서 고체 속에서 전류를 운반하는 자유전자의 농도나 움직이기 쉬운 정도를 측정하고, 반도체에서는 자유전자와 함께 자유양공(自由陽孔)에 대한 식별 및 측정을 할 수 있다.
(a) 직사각형 단면을 가진 막대 모양의 시료가 자기장(Bz)에 놓여 있고, 시료의 양 끝에 가해진 전기장(Ex)으로 인해 막대에 전류(jx)가 흐른다.
(b) 움직이는 전하는 자기장에 의해 y방향으로 휘어진다.
(c) 자기장에 의한 로렌츠 힘을 상쇄할 정도의 홀 전기장이 생길 때까지 막대의 한쪽 면에는 전자가 쌓이고 반대 면에는 여분의 양이온들이 형성된다.
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8A%A4%ED%95%80_%ED%99%80_%ED%9A%A8%EA%B3%BC
스핀 홀 효과(SHE)는 디야코노프와 페렐이 1971년 에상한 수송 현상이다. 그것은 전류를 운반하는 도체의 표면위에 스핀의 축적의 나타나는 것으로 구성된다. 스핀의 방향은 반대 경계면에서 반대 방향으로 된다. 원통형 도선에서 전류에의해 유발된 표면 스핀은 도선을 따라 회전한다. 전류 방향이 반전될 때 스핀 방향은 반전된다.
스핀 홀 효과는 1999년에 도입되었는데 실제로 그것은 고전적인 홀 효과와 유사하다. 고전적인 홀 효과에서 반대 부호의 전하는 로렌쯔력을 보상하는 반대 측면에 나타나 자기장이 걸린 전자에 작용한다. 그러나 스핀 홀 효과는 외부자기장이 없을 때도 자체 유발된 스핀에의한 자기장에의해서 홀 효과가 나타난다. 반면에, 만약 충분히 강한 자기장이 표면의 스핀의 배향에 수직인 방향으로 걸리면 스핀홀효과는 자기장의 방향 주위로 스핀 세차운동을 하기 때눈에 사라질 것이다.
실험적으로 스핀 홀 효과는 원래의 예측후 30년만에 반도체에서 관측되었다. 스핀의 쌓임은 방출된 광의 원편광과 투과 (또는 반사) 광의 파라데이(또는 케르)편광 화전을 유발한다. 이러한 것들이 스핀 홀 효과를 관측하게 허여한다.
스핀 홀 효과의 근원은 스핀궤도 상호작용이다. 그것은 스핀과 전하의 전류의 결합으로 도달한다. 전류는 횡 스핀 전류를 유발한다. 그리고 반대로도 마찬가지이다. 직관적으로 이 효과를 전자와 자전하는 테니스볼과의 유추를 사용하여 이해할 수 있다. 테니스 볼은 공기중의 직선 경로에서 자전의 축 방향에 따라 다르게 움직인다.(마그너스 효과)
반전 스핀 홀 효과는 공간의존 스핀 편극으로 인한 스핀 흐름에 의해 유발된 전류로 1984년 처음 관측되었다. 근래에는 직접 및 반전 효과가 반도체와 금속에소 모두 시연되었다.
스핀홀효과는 이상 홀 효과로서 같은 가족에 속하며 강자성체에 오래 동안 알려져 있었으며 그것 역시 스핀궤도 상로작용에 근원한다. 이들 현상으로 이르는 미시 메커니즘의 세부적인 것은 아직 완전히 이해되지 않았다.
스핀홀효과(SHE)는 전자 스핀을 전기적으로 다루는 데 사용될 것으로 보이지만, 아직까지 실용적인 응용은 알려져 있지 않다.
참고
Quantum Hall Effect (양자 홀 효과)
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%96%91%EC%9E%90_%ED%99%80_%ED%9A%A8%EA%B3%BC
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_Hall_effect
Fractional quantum Hall effect
http://en.wikipedia.org/wiki/Fractional_quantum_Hall_effect
Thermal Hall effect
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