Efek Hall - WordPress.com

Efek Hall
Efek Hall biasa digunakan untuk karakterisasi bahan lapisan tipis semikonduktor.
y
z
Bz
x
B
L
t

εx

VH
w
t
εy
εy


I
Dari fenomena tersebut, gerakan dari partikel bermuatan dalam medan magnet akan diperoleh
vektor gaya Lorentz, F sebagai berikut :
F  qv  B
F adalah vektor gaya yang bekerja pada partikel yang disebut gaya Lorentz; v adalah kecepatan
partikel, B adalah medan magnet.
-- Vektor gaya F adalah tegak lurus arah kecepatan dan medan magnet.
-- Hole dalam semikonduktor pada arah sumbu–x dipercepat dengan medan listrik, sedangkan
pada arah sumbu-z diberikan medan magnet.
-- Elektron dan hole yang mengalir dalam bahan semikonduktor akan mengalami gaya yang
arahnya adalah – y.
-- Dalam keadaan konstan (steady state), gaya medan magnet akan diseimbangkan oleh gaya
induksi medan listrik, y. Keseimbangan ini dapat dituliskan sebagai :
F  q[ y  v  B ]  0
q y  qv x B z
 y  v x Bz
Medan listrik terinduksi pada sumbu y disebut dengan medan Hall. Medan ini menghasilkan
tegangan pada bahan semikonduktor yang disebut dengan tegangan Hall VH yang dapat
dinyatakan sebagai
VH   y w
V H  v x wB z
Untuk semikonduktor jenis-p maka kecepatan hanyut hole dapat ditulis sebagai
vx 
Jx
Ix

qp ( qp)( wt )
dimana Jx , q, dan p adalah rapat arus, muatan listrik dan konsentrasi hole.
VH 
I x Bz
q pt
p
I x Bz
q t VH
Dari persamaan tersebut dapat diketahui bahwa besarnya konsentrasi hole sebagai
pembawa mayoritas ditentukan oleh arus listrik, medan magnet, dan tegangan Hall.
Untuk semikonduktor jenis-n maka tegangan Hall diberikan sebagai berikut
VH  
n
I x Bz
q nt
I x Bz
q t VH
Aplikasi Efek Hall
1. jenis pembawa mayoritas,
2. konsentrasi pembawa,
3. mobilitas pembawa dan
4. resistivitas sampel
5. Pengungukran medan magnet