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Illustration Hall-Plättchen mit Abmessungen, Hallspannung und Kräften

Hall-Plättchen mit Löchern Hall-Effekt mit Elektronen Hall-Effekt: Hallspannung und ihr Vorzeichen Quadratisches Hall-Plättchen mit Dimensionen Stromdurchflossenes Hall-Plättchen mit Elektronen Kräfte auf ein Elektron beim Hall-Effekt
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An eine Probe (bestehend aus einem Metall oder Halbleiter) der Länge \(L\), Höhe \(h\) und Dicke \(d\) wird längs der Probe ein Strom \( I \) angelegt, sodass sich die freien Elektronen entlang der Probe von einem Ende zum anderen Ende mit der Driftgeschwindigkeit \(v\) bewegen.

Die Probe befindet sich in einem senkrecht zur Probe angelegten externen Magnetfeld \(B\). Dadurch erfahren die Elektronen eine magnetische Kraft \( F_{\text m} \) (Lorentzkraft), welche die Elektronen in diesem Fall zum oberen Teil der Probe ablenkt. Dadurch ensteht im oberen Teil der Probe ein negativer Ladungsüberschuss und im unteren Teil dementsprechend ein positiv geladener Bereich. Die Ablenkung geschieht solange, bis die entgegenwirkende elektrische Kraft \( F_{\text e} \) die magnetische Kraft ausgleicht (Kräftegleichgewicht).

Es entsteht also eine Spannung quer zur Probe, die Hallspannung genannt wird. Ihr Vorzeichen unterscheidet sich, je nach dem, ob der Ladungstransport durch negative oder positive Ladungsträger dominiert wird.