ホール効果
試料に図のようにx方向に電流を流しながら、 これと垂直な z方向に磁場を加えると、 磁場中を動くキャリアはローレンツ力を受ける。
キャリアの電荷を q 、速度を v とすると ローレンツ力 F L {\displaystyle {\boldsymbol {F}}_{\mathrm {L} }} は
F L = q ( v × B ) {\displaystyle {\boldsymbol {F}}_{\mathrm {L} }=q({\boldsymbol {\mathit {v}}}\times {\boldsymbol {\mathit {B}}})}
となる。試料内に電流が流れている場合、キャリアは平均して一定の速度でx方向に進むようになるため,平均してy方向に
⟨ F L ⟩ = − q ⟨ v x ⟩ B z {\displaystyle \left\langle F_{\mathrm {L} }\right\rangle =-q\left\langle v_{x}\right\rangle B_{z}}
という力を受け加速する。
すると、正孔が多数キャリアである場合(p型半導体)、面Bに正孔が溜まり、正に帯電する。逆に面Aは正孔不足となり負に帯電する。
また、電子が多数キャリアである場合(n型半導体)、面Bに電子が溜まり、負に帯電する。逆に面Aは電子不足となり正に帯電する。
したがって、y方向に電場 Ey が発生する。