Was ist der Hall-Effekt?

Der Hall-Effekt ist eine physikalische Erscheinung, die erstmals 1879 von dem amerikanischen Physiker Edwin Hall entdeckt wurde. Er beschreibt das Auftreten einer Spannung senkrecht zu einem Stromfluss in einem Leiter, der sich in einem Magnetfeld befindet. Der Hall-Effekt findet Anwendung in der Messung von Magnetfeldern, der Bestimmung von Materialparametern und der Erzeugung von Strom.

Beispiel für den Hall-Effekt

Ein Beispiel für den Hall-Effekt ist die Bestimmung der Ladungsträgerdichte in einem Halbleiter. Dazu wird ein Halbleiterplättchen in ein Magnetfeld gebracht und ein Strom durch das Plättchen geleitet. Senkrecht zur Stromrichtung entsteht eine Spannung, die proportional zur Ladungsträgerdichte und zur Stärke des Magnetfelds ist. Aus der gemessenen Spannung und dem bekannten Magnetfeld lässt sich somit die Ladungsträgerdichte des Halbleiters bestimmen.

Wie funktioniert der Hall-Effekt?

Der Hall-Effekt beruht auf der Ablenkung von Elektronen im Magnetfeld. Wenn ein Strom durch einen Leiter fließt, bewegen sich die Elektronen entlang des Leiters. Im Magnetfeld werden die Elektronen jedoch durch die Lorentzkraft senkrecht zur Stromrichtung abgelenkt. Dadurch entsteht eine Ladungstrennung senkrecht zur Stromrichtung, die eine elektrische Feldstärke erzeugt. Diese Feldstärke führt zur Entstehung einer Hall-Spannung, die senkrecht zur Stromrichtung gemessen werden kann.

Anwendungen des Hall-Effekts

Der Hall-Effekt findet in vielen Bereichen Anwendung. Er wird beispielsweise zur Messung von Magnetfeldern in Sensoren und Kompassen eingesetzt. Auch in der Halbleitertechnologie wird der Hall-Effekt zur Bestimmung von Materialparametern genutzt. Eine weitere Anwendung ist die Erzeugung von Strom in sogenannten Hall-Generatoren, bei denen durch den Hall-Effekt elektrische Energie aus einem Magnetfeld gewonnen wird.