霍爾係數計算機

當導體或半導體中的電流受到垂直於電流方向的磁場作用時，會產生霍爾效應。載子受到磁洛侖茲力而向側邊偏轉，使電荷累積在樣品相對的兩側邊緣。所形成的橫向電位差稱為霍爾電壓，其大小與正負號能提供材料中可移動載子的資訊。 對矩形樣品而言，霍爾係數等於霍爾電壓乘以樣品厚度，再除以電流與磁場強度的乘積。電壓以伏特、厚度以米、電流以安培、磁場以特斯拉表示時，結果的 SI 單位為立方米每庫侖。請保留量得的電壓正負號與所選電流、磁場方向，因為反轉其中任一方向，都會使霍爾電壓反號。 在簡單的單一載子模型中，載子濃度為基本電荷與霍爾係數絕對值乘積的倒數。本計算機採用精確的基本電荷大小 1.602176634e-19 庫侖，並以每立方米的載子數呈現濃度。依慣例，負係數代表電子主導導電，正係數代表正載子或電洞主導導電。此解讀假設電壓、電流與磁場採用通常的方向慣例。 真實材料可能包含遷移率不同的多種載子。此時量得的霍爾係數是加權的傳輸性質，其倒數無法直接給出總載子濃度。磁性材料也可能出現異常霍爾效應的貢獻。樣品幾何、厚度不均、接點位置、溫度、磁場校正與偏移電壓都會影響實驗準確度。反轉磁場並對反對稱電壓讀值取平均，是移除電壓偏移的常見方法。 本計算機適用於固態物理入門、半導體特性分析及實驗室快速檢查。標準霍爾條幾何中的厚度，是平行於磁場方向的尺寸。電流是樣品的縱向電流，而非電流密度。若資料使用毫伏或毫米，請先換算成伏特和米。需要精確材料參數時，請搭配不確定度分析與適合的傳輸模型使用結果。