Эффект Холла в полупроводниках проявляется при воздействии магнитного поля на проводник или полупроводник, по которому проходит электрический ток. В этом процессе, когда электрически заряженные носители (электроны или дырки) движутся через материал, магнитное поле вызывает отклонение носителей в одном направлении, что приводит к образованию поперечного напряжения — Холловского напряжения (V_H) на поверхности образца, перпендикулярной как направлению тока, так и магнитному полю.

В полупроводниках эффект Холла используется для изучения свойств носителей заряда, таких как:

Тип носителей заряда: Определение, являются ли носителями электроны (n-тип) или дырки (p-тип). Если V_H имеет положительное значение, это указывает на преобладание дырок; если отрицательное — на преобладание электронов.

Концентрация носителей заряда (n или p): Концентрация носителей заряда может быть рассчитана по формуле:
[
n = \frac{I \cdot B}{V_H \cdot d}
]
где (I) — сила тока, (B) — магнитная индукция, (V_H) — Холловское напряжение, а (d) — ширина образца.

Подвижность носителей заряда (μ): Подвижность можно оценить по зависимости Холловского напряжения от силы тока и концентрации носителей:
[
\mu = \frac{|V_H|}{\rho \cdot B}
]
где (\rho) — удельное электрическое сопротивление полупроводника.

Эффективная масса носителей: По измерениям Холловского напряжения и подвижности можно также сделать выводы о взаимодействии носителей с решеткой кристаллической структуры.

Таким образом, эффект Холла является мощным инструментом для диагностики полупроводниковых материалов и изучения их электронных свойств.