ホール電圧の向きが知りたいです。ホール電圧の向きさえ分かれば、n型かp型か分かります。実験で電流が増

ホール電圧の向きが知りたいです。ホール電圧の向きさえ分かれば、n型かp型か分かります。実験で電流が増加すれば電圧も増加したグラフがかけたのですが、そこからホール電圧の向きはどうやって知るのでしょうか？

質問者からの補足コメント

• はい、そのURLのものを見て理解したのですが、写真の最後の3行をどう調べるかがわからないです

    補足日時：2018/11/14 05:22

• 測定方法は分かります。電流が増加すれば電圧も増加しました。ここから電圧の向きや極性はどうわかるのですか？

    補足日時：2018/11/14 05:25

No.3 ベストアンサー 回答者： d9win 回答日時： 2018/11/14 09:35

電圧は電場が積算されたものなので、電圧の方向は電場の方向に他なりません。

ホール効果の場合、磁場に直交する電流(電子)が受ける力を問題にしている訳ですから、電流, 磁場, 力の方向は"フレミングの左手の法則" (中指:磁場, 人差し指:電流, 親指:力)で説明できます。
すなわち、+電荷は添付図に示されている曲がる方向(-y方向)に力を受けます。電流が流れる為には、この力を相殺する力を外部から加えねばなりません。すると電圧はy方向に掛けねばならないことになります。
結局、電圧は、フレミングの左手の法則で示される親指の方向(y方向)と反対の方向の電位差を読み取れば良いのです。

なお、ホール効果は、電流が流れるから電圧が出るのではなく、電流源を接続した上で"ホール電圧を加える"ことで、この電圧に応じて電流が流れる現象です。
ちなみに、ホール効果を詳細に考えると、次の疑問が起こり得るのですが、どの本もこのことを扱ってないようですね。
1)なぜ、電流が真っ直ぐに流れるとして計算するのか? (傾いていても良いのなら、傾きに応じてホール係数が異なるのでホール電圧も簡単に決まらないはずです)
2)電子の穴が順に埋まって行くのが正孔の運動であれば、p形のホール効果は電子の移動だけを考えれば済むので、n形と同じ結果(同じホール電圧の極性)を示すのではないのか?

もっとも、昔の本には"負の有効質量を有する自由電子が正孔である"と言ったちょっと理解しかねる説明がありました。さすがに、近ごろの本ではそのような説明はないようです。
私が見つけた唯一のまともな(?)説明は、東工大の高橋 清先生の書かれた"半導体工学" 2.3節で、p形半導体の効果を説明するためには「正孔は”電子の抜けた穴”ではなくて、そこに+eの電荷を持った粒子を入れたものである」と見なさねばならないと書かれてあります。
引用文献の最後の*印コメントにありますように、本当の原理は良く分かってないのです。

なお、老婆心ですが、引用する際には引用元を明記せねばなりませんよ。あなたが引用したサイトの”当サイトについて”には、
「当サイトはリンクフリーです。管理人への連絡も不要です。ただし、著作権は放棄していませんので、引用に関しては、出所として　http://wakariyasui.sakura.ne.jp　『わかりやすい高校物理の部屋』　の明示をお願い致します」とあります。これだけの資料を作る手数はたいへんなものですからね。

No.2 回答者： にんたまくん 回答日時： 2018/11/14 01:16

多分、以下のものを見られたのでしょうね。

http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/p/elec/ro-re …
ローレンツ力を受け、P面の方向に曲げられる
↓
Q面からP面の方向に電位差（=起電力=電場）が生じる。
これがホール効果です。
ホール効果によって発生した電位差をホール電圧という。

上のURLに記載がありました。
青色z軸が磁界方向、赤色x軸が電流方向なので、y軸が帯電する方向、ホール電圧の向きになります。
電流、磁界、力は3軸が直角方向になります（まだ、習っていないかもしれませんね）

一度、上のURLを見て下さい。その方が、私の説明より、分かり易いでしょう。

No.1 回答者： m-jiro 回答日時： 2018/11/13 23:55

>　そこからホール電圧の向きはどうやって知るのでしょうか？

ご質問の意味がイマイチ不明なのですが測定方法でしょうか？
そうでしたら、素子の両横面に電極を付けてその間に生じる電圧を測定します。極性も電圧値もわかります。
添付の図を見てください。図の右の「ホール電圧」と書かれた電極から電圧を測ります。
この図は
https://kotobank.jp/word/%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%8 …
から拝借しました。

お尋ねの主旨が違っていたら再度の書き込みを願います。