{"id":44442,"date":"2024-07-17T10:53:46","date_gmt":"2024-07-17T08:53:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.linseis.com\/sin-categorizar\/medidas-de-efecto-hall-en-cc-y-ca\/"},"modified":"2024-09-20T08:38:53","modified_gmt":"2024-09-20T06:38:53","slug":"medidas-de-efecto-hall-en-cc-y-ca","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.linseis.com\/es\/wiki-es\/medidas-de-efecto-hall-en-cc-y-ca\/","title":{"rendered":"Medidas de Efecto Hall en CC y CA"},"content":{"rendered":"\t\t
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Medidas de Efecto Hall en CC y CA<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La investigaci\u00f3n del efecto Hall de un material se utiliza especialmente para determinar el coeficiente Hall, as\u00ed como la concentraci\u00f3n de portadores, el tipo de portador y la movilidad.
De este modo se puede evaluar<\/strong> y<\/strong> optimizar<\/strong> el<\/strong> rendimiento<\/strong> de<\/strong> los<\/strong> materiales<\/strong> utilizados<\/strong> en<\/strong> un<\/strong> dispositivo<\/strong> electr\u00f3nico<\/strong>, por ejemplo en la tecnolog\u00eda termoel\u00e9ctrica, la tecnolog\u00eda de c\u00e9lulas solares o en la electr\u00f3nica org\u00e1nica.<\/p>

El efecto Hall<\/strong><\/a> aparece cuando se aplica un campo magn\u00e9tico perpendicular a un conductor por el que circula corriente y describe el fen\u00f3meno de que se crea una tensi\u00f3n perpendicular tanto a la direcci\u00f3n del flujo de corriente como al campo magn\u00e9tico.
La tensi\u00f3n se denomina tensi\u00f3n Hall, normalmente VH, y puede calcularse mediante<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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donde RH es la constante de Hall<\/strong><\/a>I es la intensidad de la corriente que atraviesa el conductor, B es la intensidad del campo magn\u00e9tico y d es el grosor del conductor paralelo a la direcci\u00f3n del campo magn\u00e9tico.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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El signo de la tensi\u00f3n Hall indica el tipo de portadores de carga y la concentraci\u00f3n de portadores n<\/em> puede determinarse mediante e, que denota la carga elemental.\nUtilizando la constante Hall RH<\/sub><\/em> y la resistividad el\u00e9ctrica \u03c1<\/em>, tambi\u00e9n se puede calcular la movilidad \u00b5<\/em>.\nIdealmente, sin campo magn\u00e9tico aplicado, la tensi\u00f3n Hall deber\u00eda ser cero, pero en realidad resulta que se puede detectar una peque\u00f1a tensi\u00f3n de desplazamiento, cuyos contribuyentes son una tensi\u00f3n de desalineaci\u00f3n VMA<\/sub><\/em> y una tensi\u00f3n termoel\u00e9ctrica VTE<\/sub><\/em>.\nLa tensi\u00f3n de desalineaci\u00f3n es proporcional a la resistividad y a la corriente, y depende de la geometr\u00eda de la muestra. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Por ejemplo, en un Van-der-Pauw<\/strong><\/a> la configuraci\u00f3n ideal ser\u00eda la de cuatro contactos puntuales en la esquina de una muestra cuadrada perfectamente uniforme.
El factor de desalineaci\u00f3n y la tensi\u00f3n ser\u00edan cero; sin embargo, en las mediciones pr\u00e1cticas suele haber desviaciones respecto al caso ideal.
Adem\u00e1s, como durante las mediciones se ponen en contacto dos materiales, es decir, el material y el contacto-material, aparecen efectos termoel\u00e9ctricos que dan lugar a la contribuci\u00f3n de la desviaci\u00f3n de tensi\u00f3n termoel\u00e9ctrica.
De modo que la tensi\u00f3n medida Vm dar\u00e1 lugar a la siguiente ecuaci\u00f3n, donde \u03b1 es el denominado factor de desalineaci\u00f3n.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tNormalmente, las mediciones Hall utilizan campos magn\u00e9ticos de corriente continua.\nEn este caso, las dos tensiones de desalineaci\u00f3n que se producen pueden eliminarse invirtiendo el campo magn\u00e9tico y la corriente.\nLa tensi\u00f3n termoel\u00e9ctrica se elimina conmutando la corriente y la inversi\u00f3n del campo magn\u00e9tico ofrece la posibilidad de eliminar la tensi\u00f3n de desalineaci\u00f3n.\nEn los materiales con una movilidad baja, especialmente por debajo de 1 cm2\/Vs, la tensi\u00f3n de desalineaci\u00f3n y la tensi\u00f3n termoel\u00e9ctrica son mucho mayores en comparaci\u00f3n con la tensi\u00f3n Hall \t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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por lo que el m\u00e9todo de medici\u00f3n del campo CC llega a sus l\u00edmites, ya que ser\u00e1 extremadamente dif\u00edcil extraer la peque\u00f1a tensi\u00f3n Hall de la tensi\u00f3n total medida.<\/p>\n

Para este caso, el m\u00e9todo de CA se convirti\u00f3 en un m\u00e9todo establecido que est\u00e1 ofreciendo mejores soluciones para estudiar las propiedades de los materiales de baja movilidad.\nComo la tensi\u00f3n Hall es proporcional al campo magn\u00e9tico, la tensi\u00f3n Hall generada por un campo magn\u00e9tico de CA ser\u00e1 tambi\u00e9n una se\u00f1al de CA. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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La ventaja es que la tensi\u00f3n de desalineaci\u00f3n y la tensi\u00f3n termoel\u00e9ctrica no dependen del campo magn\u00e9tico y, por tanto, son tensiones continuas, de modo que se pueden separar con bastante facilidad.\nEn el experimento, el uso de un amplificador lock-in- en la electr\u00f3nica de medida permite separar con precisi\u00f3n la se\u00f1al de CA deseada de la se\u00f1al de CC no deseada.\nPero hay un nuevo t\u00e9rmino en la tensi\u00f3n medida que es proporcional a la derivada temporal del campo magn\u00e9tico y a la inductancia de la muestra, as\u00ed como a los cables utilizados en la medici\u00f3n.\nLa tensi\u00f3n medida puede escribirse como <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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donde \u03b2<\/strong> denota la constante de proporcionalidad.\nComo el nuevo t\u00e9rmino es independiente de la corriente, puede eliminarse con la inversi\u00f3n de corriente.\nAdem\u00e1s, tambi\u00e9n est\u00e1 desfasado 90\u00b0 respecto a la se\u00f1al de CA, por lo que una resoluci\u00f3n de fase en el amplificador lock-in- puede eliminar este nuevo t\u00e9rmino. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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En conclusi\u00f3n, con el m\u00e9todo de CA se pueden determinar movilidades en el rango tan bajo como 10-3<\/sup> cm2\/Vs<\/sup>, que es un factor 1000 inferior en comparaci\u00f3n con el m\u00e9todo de campo de CC.\nEsto es especialmente beneficioso en el campo de las aplicaciones fotovoltaicas y de energ\u00edas alternativas, as\u00ed como en el de los materiales electr\u00f3nicos org\u00e1nicos. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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