Wissensteil:
Der Halleffekt ist nach dem amerikanischen Physiker Edwin Herbert Hall benannt, der damit einen einfachen Weg zeigte, um die Stärke magnetischer Felder zu bestimmen.
Dazu lässt man durch ein leitfähiges Plättchen einen Strom von Elektronen fließen. Zwei einander gegenüberliegende Kontakte am Rand des Plättchens werden mit einem Spannungsmessgerät verbunden.
Dabei wird es von einem Magnetfeld durchsetzt, das in das Plättchen hineinzeigt und senkrecht dazu steht.
Nun erfährt jedes Elektron eine Lorentzkraft und wird nach unten abgelenkt. Somit entsteht am oberen Ende des Plättchens ein Elektronenmangel (P2) und am unteren Ende ein Elektronenüberschuss (P1). Dadurch kann man zwischen P1 und P2 eine Spannung messen, die sogenannten Hallspannung.
Diese Spannung wächst solange, bis die Kraft auf die Elektronen im elektrischen Feld Fel und die Lorentzkraft gleich groß ist.
Die Hallspannung ist abhängig vom Material des Plättchens, d. h. von der Beweglichkeit und Dichte der vorhandenen Ladungsträger. Das Material des Plättchens bestimmt jedoch auch die Polung der Hallspannung. So zeigen Versuche mit Kupfer- oder Silberplättchen, dass P1 der Minuspol ist. Bei Versuchen mit Zink- oder Cadmiumplättchen hingegen ist P1 der Pluspol. Die deutet auf bewegliche positive Ladungsträger hin.
Mithilfe der Hallspannung lässt sich auch die mittlere Driftgeschwindigkeit von Elektronen bestimmen. Sie liegt in Metallen bei ungefähr 1 mm/s . In Halbleitern ist sie wesentlich größer.
Aus der mittleren Driftgeschwindigkeit vD wiederum kann man die Anzahl, Art und Dichte der Ladungsträger bestimmen.
