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{{NoteTA|G1=物理學}}
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[[File:Hall effect.png|thumb|300px|1.電子2.導體3.磁鐵4.磁場5.電源]]

'''霍爾效應'''（{{lang|en|Hall effect}}）是指當固體導體放置在一個[[磁場]]內，且有[[電流]]通過時，導體內的[[電荷載子]]受到[[洛倫茲力]]而偏向一邊，繼而產生[[電壓]]（霍爾電壓）的現像。電壓所引致的[[電場力]]會平衡洛倫茲力。通過霍爾電壓的極性，可證實導體內部的電流是由帶有負電荷的粒子（自由電子）之運動所造成。霍爾效應於1879年被[[埃德溫·赫伯特·霍爾]]（Edwin Herbert Hall）發現。

除導體外，半導體也能產生霍爾效應，而且半導體的霍爾效應要強於導體。

==發現==
1879年，埃德溫·赫伯特·霍爾（Edwin Herbert Hall）在[[馬里蘭州]]約翰霍普金斯大學攻讀博士時發現了霍爾效應。這一發現依靠設計精巧的儀器，比電子的發現還要早18年。


==解釋==
在導體上外加與電流方向垂直的磁場，會使得導線中的電子受到洛倫茲力而聚集，从而在电子聚集的方向上产生一个电场，此一電場將會使後來的電子受到電力作用而平衡掉磁場造成的洛倫茲力，使得後來的電子能順利通過不會偏移，此稱為霍爾效應。而產生的內建電壓稱為霍爾電壓。

方便起見，假設導體為一個長方體，長度分別為<math>L</math>、<math>b</math>、<math>d</math>，磁場垂直於<math>Lb</math>平面。當電流經過<math>Ld</math>平面的方向，電流<math>I=nqv (Ld)</math>，而<math>n</math>為[[電荷密度]]。設霍爾電壓為<math>V_H</math>，導體沿霍爾電壓方向的電場為<math>V_H/L</math>。設磁感应強度為<math>B</math>。

: <math>F_e = F_m</math>
: <math>qV_H/L = qvB</math>
: <math>V_H/L = BI/(qnanqLd)</math>
: <math>V_H = BI/(nqd)</math>

==發展==
美國物理學家霍爾於1879年在實驗中發現，當電流垂直於外磁場通過導體時，在導體的垂直於磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電壓，這一現象便是霍爾效應。這個電壓也被叫做霍爾電壓。在霍爾效應發現約100年後，德國物理學家克利青（Klaus von Klitzing, 1943-）等在研究極低溫度和強磁場中的半導體時發現了量子霍爾效應，這是當代凝聚態物理學令人驚異的進展之一，克利青為此獲得了1985年的諾貝爾物理學獎。之後，美籍華裔物理學家崔琦（Daniel Chee Tsui,1939- ）和美國物理學家勞克林（Robert B.Laughlin，1950-）、施特默（Horst L. St rmer，1949-）在更強磁場下研究量子霍爾效應時發現了分數量子霍爾效應，這個發現使人們對量子現象的認識更進一步，他們為此獲得了1998年的諾貝爾物理學獎。如今，復旦校友、斯坦福教授張首晟與母校合作開展了“量子自旋霍爾效應”的研究。“量子自旋霍爾效應”最先由張首晟教授預言，之後被實驗證實。這一成(contracted; show full)==外部連結==
* Edwin Hall, "[http://www.stenomuseet.dk/skoletj/elmag/kilde9.html On a New Action of the Magnet on Electric Currents]". American Journal of Mathematics vol 2 1879.

{{半导体物理学}}

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