霍尔效应

想象一群人沿着宽阔的走廊往前涌动。现在再设想有一股稳定的风从一侧横着吹过走廊。每个人都被推向远处那面墙，并开始在那里堆积。当磁场横着吹过载流的电子时，它们的表现也一样——而这种电荷在侧边的堆积，就是霍尔效应。

让电流沿长边穿过一片扁平的导体，再加一个与之垂直、穿过这片导体的磁场。磁场把运动的电荷往侧面推，于是它们挤到一条边上，另一条边则空了出来。这种不平衡在导体两侧之间建立起一个小电压——霍尔电压——它测于两条边之间，方向同时垂直于电流和磁场。这个电压的大小告诉你载流子排列得有多密，它的正负号则揭示电流究竟是由带负电的电子、还是由带正电的空穴所携带。

霍尔效应之所以重要，是因为它是少数几种能干净地看进材料内部、数清载流子并判断其正负号的方法之一——而仅凭普通的电阻是回答不了这个问题的。它也是汽车和手机里位置传感器和电流传感器背后日常的主力。一个常见的混淆是以为这个电压出现在电流流动的方向上；其实霍尔电压是垂直方向上的那一个，而且一旦关掉磁场，它立刻消失。