ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ, совокупность явлений, связанных с действием магнитного поля на электрич. (гальванич.) свойства твёрдых проводников (металлов и полупроводников), по к-рым течёт ток. Наиболее существенны Г. я. в магнитном поле Н, перпендикулярном току (поперечные Г. я.). К ним относится эффект Холла - возникновение разности потенциалов (эдс Холла V_H) в направлении, перпендикулярном полю Н и току j (j - плотность тока), и изменение электрич. сопротивления проводника в поперечном магнитном поле. Разность Др между сопротивлением р проводника в магнитном поле и без поля часто наз. магнетосопро-тивлением.

Мерой эффекта Холла служит постоянная Холла:

Здесь d - расстояние между электрич. контактами, с помощью к-рых измеряют эдс Холла. Постоянная Холла в широких пределах не зависит от величины магнитного поля (а для металлов и от темп-ры). Линейная зависимость Vн от магнитного поля Н используется для измерения магнитных полей (см. Магнитометр).

В электронных проводниках, в к-рых ток переносится "свободными" электронами (электронами проводимости), согласно простейшим представлениям, постоянная Холла выражается через число электронов проводимости п в см³: R = = 1/пес (е-заряд электрона, с-скорость света). Поэтому измерение R служит одним из осн. методов оценки концентрации электронов проводимости п в электронных проводниках. У электронных проводников R имеет знак минус. У полупроводников с дырочной проводимостью и у нек-рых металлов постоянная Холла имеет знак плюс, соответствующий положительно заряженным носителям тока - дыркам (см. Твёрдое тело). Т. к. эдс Холла меняет знак при изменении направления магнитного поля на обратное, то эффект Холла наз. нечётным Г. я.

Относительное изменение сопротивления в поперечном поле в обычных условиях (при комнатной темп-ре) очень мало: у хороших металлов ~ 10~⁴ при Н~10⁴э. Важным исключением является висмут (Bi), у к-рогопри Н = 3*10⁴ э. Это позволяет его использовать для измерения магнитного поля. У noлупроводников изменение сопротивления несколько больше, чем у металлов: ~10^-2-10^-1 и существенно зависит от концентрации примесей в полупроводнике и от темп-ры. Напр., у достаточно чистого германия при Т = 90 К и H=1,8-10⁴э.

Понижение темп-ры и увеличение магнитного поля приводят к увеличению П. Л. Капица (1929), используя магнитные поля в неск. сот тысяч э и сравнительно низкие темп-ры (темп-pa жидкого азота), обнаружил существ, увеличение сопротивления большого числа металлов и показал, что в широком интервале магнитных полей линейно зависит от магнитного поля (закон Капицы).

В слабых магнитных полях пропорционально Н². Коэфф. пропорциональности между и Н² положителен, т. е. сопротивление растёт с увеличением магнитного поля. Изменение сопротивления в магнитном поле наз. чётным Г. я., т. к.не изменяет знак при изменении направления поля Н на обратное.