通过MCP连接 →

输入计算

数学公式

广告

结果

Hall Coefficient RH
0.00002
m³/C(立方米每库仑)
公式 RH = VH · t / (I · B)

什么是霍尔系数?

霍尔系数(RH)描述了载流导体或半导体在垂直磁场作用下的响应特性。当电流通过样品时,运动的载流子受到磁场的洛伦兹力作用而发生侧向偏转,从而在横向方向上积累出可测量的电压,即霍尔电压。霍尔系数把这一电压与各实验参数联系起来,既能揭示载流子的种类,也能反映其浓度——RH 为正表示以空穴导电为主,为负则表示以电子导电为主。

矩形导体中霍尔效应的平面示意图
霍尔效应:磁场使载流电荷发生偏转,产生横向霍尔电压。

如何使用本计算器

请按国际单位制(SI)输入四个测量量:以伏特(V)为单位的霍尔电压 \(V_H\)、以米(m)为单位的样品厚度 \(t\)(即与磁场方向平行的尺寸)、以安培(A)为单位的电流 \(I\),以及以特斯拉(T)为单位的磁通密度 \(B\)。计算器将以立方米每库仑(m³/C)为单位返回 \(R_H\)。请务必所有数值都采用 SI 基本单位,这样结果在量纲上才正确。

公式详解

核心方程为:

$$R_H = \frac{V_H \cdot t}{I \cdot B}$$

其中,\(V_H \cdot t\) 表示用样品厚度对所测电压进行换算,而分母中的 \(I \cdot B\) 则对应驱动电流与所加磁场的乘积。在此基础上,还可通过 \(n = \frac{1}{R_H \cdot q}\) 求出载流子浓度 \(n\),式中 \(q\) 为基本电荷。

Advertisement
霍尔系数公式分解图
RH = VH·t/(I·B) 中的每个变量都对应样品的一个可测量。

计算实例

设 \(V_H = 1\times10^{-4}\ \text{V}\),\(t = 1\times10^{-3}\ \text{m}\),\(I = 0.01\ \text{A}\),\(B = 0.5\ \text{T}\)。则 $$R_H = \frac{1\times10^{-4} \times 1\times10^{-3}}{0.01 \times 0.5} = \frac{1\times10^{-7}}{0.005} = 2\times10^{-5}\ \text{m}^3/\text{C}$$ 该正值表明样品为 p 型(空穴)导电。

常见问题

应该使用什么单位? 请使用 SI 基本单位(伏特、米、安培、特斯拉),这样算出的 \(R_H\) 才以 m³/C 为单位。

为什么用厚度而不是宽度? 厚度是沿磁场方向的尺寸,它决定了偏转载流子所穿过的横截面。

RH 可以为负吗? 可以。霍尔系数为负意味着导电以电子为主(n 型);为正则表示以空穴为主(p 型)。

最后更新: