ホール効果
V H = E y b = 1 n q I x B z t = R H I x B z t {\displaystyle V_{\mathrm {H} }=E_{y}b={\frac {1}{nq}}{\frac {I_{x}B_{z}}{t}}=R_{\mathrm {H} }{\frac {I_{x}B_{z}}{t}}}
で与えられる。
一般にキャリア密度をn、キャリアの電荷をeとして
| R H | = r H n e {\displaystyle |R_{\mathrm {H} }|={\frac {r_{\mathrm {H} }}{ne}}}
の関係がある。ここで rH はホール因子(ホール散乱因子)と呼ばれる。
電流方向の電場を Ej として、
θ H = E H E j {\displaystyle \theta _{\mathrm {H} }={\frac {E_{\mathrm {H} }}{E_{j}}}}
をホール角(英: Hall angle)と呼ぶ。
また、電気伝導度σとホール係数Rの積
μ H = | R H | σ = μ r H {\displaystyle \mu _{\mathrm {H} }=|R_{\mathrm {H} }|\sigma =\mu r_{\mathrm {H} }}
をホール移動度(英: Hall mobility)と呼ぶ。ここでμはドリフト移動度である。
p型またはn型の半導体試料において、x方向に電流を流し、z方向に磁場をかける。この時試料を流れている荷電粒子(キャリア)は磁場によるローレンツ力を受けてy方向に加速される。これによって、試料の表面にキャリアがたまり、電流と磁場の両方に直交する方向に電場(ホール電場)が生じ、起電力が発生する。ホール効果はホール素子による磁場の検出のほか、半導体の電気的特性の測定に応用される。ホール電圧の符号と大きさから半導体のキャリアの種類と密度がわかる。また、金属は半導体に比べキャリア密度が大きく、ホール電圧が微小な値となるため、この現象を利用した物性測定は半導体が主である。
しかしながら、強磁性金属など磁化を帯びた物質中では、この磁化に起因するホール電圧が生じることもある。このような強磁性体の磁化に起因するホール効果を特に異常ホール効果と呼ぶ。また物質中のスピン軌道相互作用に起因してそれぞれ逆向きのスピンを有するキャリアが逆方向へと散乱されるスピンホール効果も近年注目を集めている。