Ток - холл
Cтраница 3
Считая канал бесконечно длинным, необходимо еще задать асимптотические условия на бесконечности вверх и вниз по потоку. Пусть, например, на бесконечности стенки канала - электроды, расстояние между которыми постоянно, и токи Холла протекают свободно. Если же на бесконечности стенки - диэлектрики и условия таковы, что происходит разделение зарядов, то jx jy 0 при х - оо. [31]
Этот метод основан на измерении электрического тока, возникающего в образце при отклонении носителей заряда силой Лоренца, который по аналогии с электрическим полем Холла называют током Холла. [32]
 |
Схематическая зависимость энергии данного уровня Ландау с гра. [33] |
Ответ на вопрос, как это может происходить при неупорядоченном режиме в объеме, является довольно нетривиальным и будет рассмотрен в следующем пункте. Использование формулы (6.16) для тока позволяет установить, что на каждый заполненный уровень Ландау приходится ток величины ( е2 / h) V, текущий в азимутальном направлении. Этот квантовый ток Холла аналогичен персистентному току, обсуждавшемуся в гл. [34]
При росте давления напряженность магнитного поля, при которой: еще можно пренебрегать эффектом Холла, увеличивается. Однако для того, чтобы получить большие значения параметра магнитного взаимодействия, нужно располагать очень сильными магнитами. Несомненно, что существует некоторая оптимальная величина S, при которой влияние токов Холла невелико, а напряженность магнитного поля достаточна. Конечно, требуемая величина 5 определяется скоростью полета и необходимой степенью снижения теплоотдачи. [35]
В пограничном слое индуцированное магнитное поле может увеличивать толщину пограничного слоя и уменьшать теплоотдачу. Однако влияние индуцированного поля становится заметным лишь при таких давлениях. Следовательно, допущение Rem-0 необходимо лишь в случае, когда решение лимитируется токами Холла. [36]
Сначала давайте вспомним, что согласно результатам, изложенным в гл. В 0 все состояния являются локализованными. С другой стороны, калибровочный анализ в предыдущем пункте показал, что протяженные состояния чувствительны к магнитному потоку и дают ток Холла. Поэтому введение магнитного поля должно делокализо-вать некоторые состояния, по крайней мере тогда, когда оно достаточно сильное, чтобы можно было находиться в режиме КЭХ. Действительно, такие протяженные состояния могут быть созданы при довольно общих условиях для конечных образцов, имеющих потенциальные стенки и граничные состояния. Их роль в переносе тока уже была частично прояснена в случае, когда экспериментальная конфигурация, такая, как на рис. 6.1, анализировалась в рамках формулировки Ландауэра, в которой каналы движений направо ( налево) соединены с левым ( правым) резервуарами, а квантованный ток Холла соответствует единичной трансмиссии в граничных состояниях заполненных уровней Ландау. Но главная задача состоит в том, чтобы узнать, как магнитное поле делокализует число состояний, достаточное для наблюдения КЭХ в объеме системы. [37]
Следовательно, результаты Блевиса применимы при давлениях в точке отрыва не выше 10 - 3 ат. При других граничных условиях для В х ограничения, накладываемые на значения давления в свободном потоке, менее жестки, однако если учитывать токи Холла, то область применимости полученных решений остается ограниченной. [38]
Эффект Холла оказывает существенное влияние на конструкцию МГДГ. Очевидна, в частности, непригодность электродов, показанных на рис. 8.1. Результатом замыкания непрерывными электродами поля Холла была бы продольная циркуляция тока вдоль канала через электроды. Чтобы не допустить этого, электроды делят на большое число изолированных друг от друга сегментов и затем замыкают каждую противолежащую пару сегментов на свою внешнюю нагрузку. В этом случае токи Холла циркулировать не могут, ибо проводник, существовавший ранее в виде непрерывного электрода, оказывается разорванным. Чем значительнее поле Холла, тем больше сегментов должно быть сделано. [39]
 |
Модель полупроводникового образца. [40] |
Очевидно, что чем короче образец, тем сильнее шунтирующее действие токовых э; ектродов. Для очень короткого образца холловское поле полностью закорочено и носители заряда перемещаются под действием си / ы Лоренца под углом Холла относительно внешнего электрического поля. Закорачивание поля Холла металлическими электродами лежит в основе зависимости ЭДС и тока Холла от соотношения геометрических размеров образца и определяет эффект геометрического магнито-сопротивления. [41]
Относительно первого допущения уже говорилось в разд. Было показано, что при течении Куэтта давление, обусловленное индуктированным магнитным полем, может вызвать отрыв потока при давлении окружающей среды ниже px - 10 - 3 атм. Воздействие индуктированного поля на пограничный слой сказывается, по-видимому, в том, что оно способствует росту пограничного слоя и уменьшает теплообмен. Однако индуктированное поле становится существенным только при таких давлениях, при которых начинают играть роль токи Холла. Следовательно, предположение о том, что ет-0, по-видимому, оправдано в случае, когда можно пренебречь токами Холла. [42]
Относительно первого допущения уже говорилось в разд. Было показано, что при течении Куэтта давление, обусловленное индуктированным магнитным полем, может вызвать отрыв потока при давлении окружающей среды ниже px - 10 - 3 атм. Воздействие индуктированного поля на пограничный слой сказывается, по-видимому, в том, что оно способствует росту пограничного слоя и уменьшает теплообмен. Однако индуктированное поле становится существенным только при таких давлениях, при которых начинают играть роль токи Холла. Следовательно, предположение о том, что ет-0, по-видимому, оправдано в случае, когда можно пренебречь токами Холла. [43]
Метод тока Холла позволяет проводить измерения на более вы-сокоомных материалах, чем метод ЭДС Холла. Этому способствует такое соотношение геометрических размеров образца, при котором его сопротивление между токовыми контактами ниже, чем при измерении ЭДС Холла. Небольшое различие в характеристиках половинок контактов практически не влияет на результаты измерений в высокоомных образцах, тогда как небольшая асимметрия в расположении холловских контактов при измерении ЭДС приводит к образованию их значительной неэквипотенциальности, которая затрудняет измерения. Так как ток, протекающий через поперечное сечение образца, складывается из объемной и поверхностной составляющих, то оказывается возможным разделить эти составляющие и исследовать их раздельно. Одно из преимуществ метода тока Холла состоит в том, что - он менее подвержен влиянию захвата носителей заряда. [44]
Из уравнения энергии и из результатов рассмотрения в разд. IV видно, что если в газе присутствуют электрические поля, то за счет джоулевой и вязкостной диссипации в газе выделяется значительное количество тепла. Для того чтобы газ, применяющийся в генераторе, обладал электропроводностью, необходимо поддерживать его при сравнительно высокой температуре. Эффективность генератора зависит оттого, какая часть производимой мощности передается на внешнюю нагрузку и какая рассеивается на внутреннем сопротивлении. К дополнительным потерям в генераторе относятся: нагрев стенок, нагрев электродов, внешнее ( джоулево) тепловыделение при поддержании магнитного поля. Сюда же следует отнести и такие явления, как токи Холла, перепад напряжения на электродах и концевые эффекты, которые также уменьшают коэффициент полезного действия. В ускорителях, принцип действия которых основан на использовании пондермоторной силы j X В, возникает множество аналогичных проблем. Отличие заключается лишь в том, что из-за достаточно высоких уровней мощности проблема нежелательного нагрева стоит здесь еще острее. [45]
Страницы: 1 2 3 4