Calculadora del coeficiente Hall

El efecto Hall aparece cuando una corriente que atraviesa un conductor o semiconductor se somete a un campo magnético perpendicular. La fuerza magnética de Lorentz desvía lateralmente los portadores de carga y provoca acumulación de carga en bordes opuestos de la muestra. La diferencia de potencial transversal resultante se llama voltaje Hall. Su magnitud y signo revelan información útil sobre los portadores móviles del material. En una muestra rectangular, el coeficiente Hall es el voltaje Hall multiplicado por el espesor, dividido entre el producto de la corriente y el campo magnético. Con voltaje en voltios, espesor en metros, corriente en amperios y campo en teslas, el resultado tiene unidades SI de metros cúbicos por culombio. Conserva el signo medido del voltaje y las direcciones elegidas de corriente y campo, pues invertir cualquiera de ellas invierte el voltaje Hall. En el modelo sencillo de un solo portador, la concentración es el inverso del producto de la carga elemental y el valor absoluto del coeficiente Hall. La calculadora usa la magnitud exacta de carga elemental de 1.602176634e-19 culombios y expresa la concentración en portadores por metro cúbico. Un coeficiente negativo indica convencionalmente conducción dominada por electrones; uno positivo indica portadores positivos o huecos. Esta interpretación supone la convención habitual de orientación para voltaje, corriente y campo magnético. Los materiales reales pueden contener varios tipos de portadores con distintas movilidades. En ese caso, el coeficiente Hall medido es una propiedad de transporte ponderada y su inverso no da directamente la concentración total. Los materiales magnéticos también pueden presentar una contribución Hall anómala. La geometría, el espesor no uniforme, la posición de los contactos, la temperatura, la calibración del campo y los voltajes de offset afectan a la precisión. Invertir el campo magnético y promediar las lecturas de voltaje antisimétricas es una forma habitual de eliminar offsets. La calculadora sirve para física introductoria del estado sólido, caracterización de semiconductores y comprobaciones rápidas de laboratorio. El espesor es la dimensión paralela al campo magnético en la geometría estándar de barra Hall. La corriente es la corriente longitudinal de la muestra, no su densidad. Si los datos están en milivoltios o milímetros, conviértelos primero a voltios y metros. Cuando necesites parámetros precisos del material, acompaña el resultado con análisis de incertidumbre y un modelo de transporte adecuado.