Holes in Hall Effect

• Autores: Lianxi Ma, Qingli Zhao, Chi Chen
• Localización: Latin-American Journal of Physics Education, ISSN-e 1870-9095, Vol. 3, Nº. 1, 2009
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    El Efecto Hall se puede utilizar para determinar los signos de los portadores de corriente en metales y semiconductores.

    Es bien sabido que cuando los electrones son portadores de corriente, el coeficiente de Hall es negativo, es decir, RH <0, cuando los agujeros son portadores de corriente, el coeficiente de Hall es positivo, es decir, RH > 0. Sin embargo, el desconcierto surge al considerar que en ambos escenarios; las partículas que esencialmente se mueven son electrones.

    Por lo tanto, no debería tener ningún efecto diferente en la teoría. Se discuten los detalles de las dos situaciones y se señala que tanto la mecánica clásica y la cuántica dan la misma dirección de la corriente bajo el campo eléctrico externo. Sin embargo, bajo la influencia del campo magnético externo, ya que la masa de los electrones es negativa en la banda de valencia, los electrones se mueven hacia la dirección opuesta de su fuerza de Lorentz, que se comporta como una carga positiva y da RH positivo.

  • English

    Hall Effect can be used to determine the signs of current carriers in metals and semiconductors. It is well known that when electrons are current carriers, the Hall coefficient is negative, i.e. RH<0; when holes are current carriers, the Hall coefficient is positive, i.e. RH>0. However, puzzling arises regarding that in both scenarios; the essential moving particles are electrons. Therefore, there should not have any different effect in theory. We discuss the details about two situations and point out that both quantum and classical mechanics give same current direction under external electric field. However, under the influence of external magnetic field, because the mass of electrons is negative at valence band, electrons move to the opposite direction of its Lorentz force, which behave like a positive charge and give positive RH.