💡 ヒント：ホール効果

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

導体に電流を流して磁場をかけると、電流を担うキャリア（電子 or 正孔）がローレンツ力で片側に偏ります。偏ったキャリアが電場を生み、その電場とローレンツ力がつりあったところで定常状態に。両端に生じる電位差がホール電圧です。

キャリアの正負は、どちら側が高電位になるかで判別できます。半導体技術ではこの方法でキャリアの種類（n 型 / p 型）を確認します。

✏️ 求めるもの

(1) キャリアの正負（電子 or 正孔）。(2) キャリアの速さ \(v\)。(3) ホール電圧。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. STEP1：(1) 電流の向き、磁場の向き、観測される高電位側の関係から、キャリアの正負を決める
  2. STEP2：(2) 電流の式 \(I = nqvA\) を \(v\) について解く：\(v = I / (nqA)\)
  3. STEP3：(3) 定常状態のつり合い \(E_H = vB\) からホール電場、それに幅 \(d\) を掛けてホール電圧 \(V_H\)
注意

キャリアの正負を判定するときは、電流の向き（=正電荷の流れる向き）とキャリアが実際に流れる向きを区別する。電子の場合、電流の向きと電子の流れの向きは反対。ローレンツ力 \(\vec{F} = q\vec{v} \times \vec{B}\) を計算するときは、必ずキャリアの実際の速度を使う（電流の向きではなく）。