Кристаллдаги электронларнинг ташқи электр майдонида ҳаракати

14.3. Ковакларнинг мусбат зарядга ва манфий массага эга эканлигини тажрибаларда тасдиқланиши
Ковакларнинг бирлик мусбат зарядга ва манфий эффектив массага эга эканлиги тажрибаларда тасдиқланган. Ковакларнинг мусбат зарядга эга эканлиги яримўтказгичларда Холл эффектини ўрганишда яққол намоён бўлади. Ток ўтаётган ўтказгич ёки электрон яримўказгич пластинкани магнит майдон индукция вектори ток йўналишига перпендикуляр йўналишда бўлган маг-нит майдонига жойлаштирилса, Лоренц кучи таъсирида  тезлик билан ҳара-катланаётган электронларнинг маълум бир томонга оғиши кузатилади. Қарама-қарши томонда мусбат зарядлар тўпланиб, потенциаллар фарқи ҳосил бўлади (14.3-расм, а). Бу ҳодиса Холл эффекти номини олган. Ковакли ўтказувчанликка эга бўлган яримўтказгичда пластинка томонларида тўпланган зарядлар ўтказгич пластинкадан фарқли ҳолда қарама-қарши ишорага эга бўлади (14.4-расм, б). Намуна сиртида зарядлар уларнинг ҳосил қилган электр майдони магнит майдонининг таъсирини мувозанатлаш учун етарли бўлгунча тўпланади. Магнит ва электр майдонлари кучларининг мувозанат шартидан наъмуна сиртида ҳосил бўлган потенциаллар фарқини аниқлаш мумкин:
U = ₁ - ₂ = , (14.14)
бу ерда В-магнит майдон индукцияси, I – ток кучи, d – намунанинг магнит индукция вектори йўналишидаги чизиқли ўлчами, R- пропорционаллик коэффициенти бўлиб, турли материаллар учун турлича қийматга эга. У Холл доимийси деб аталади. Холл доимийси
R = , (14.15)
тенглик орқали аниқланади, бу ерда n – ток элитувчи зарядларнинг концентрацияси (ҳажм бирлигидаги миқдори), q – заряд миқдори. Холл доимийсининг ишорасига қараб яримўтказгич ёки ўтказгич материалнинг ўтказувчанлиги қандай турга (электрон ёки ковакли ўтказувчанликка) мансублиги ҳақида хулоса қилиш мумкин.

а	б
14.3-расм. Холл эффектини ўтказгич (а) ва ковакли яримўтказгич (б) материалларда намоён бўлиши.

Электрон ўтказувчанликда q = - e бўлади (е –электрон заряди) ва Холл доимийси нолдан кичик бўлади: R<0. Ковак ўтказувчанликда ковак заряди мусбат бўлади (q = e) ва Холл доимийси ҳам мусбат катталик бўлади: R>0. Холл доимийси орқали ток элитувчи зарядлар концен-трациясини аниқлаш мумкин.
Электр ўтказувчанликда қатнашувчи электронлар ва ковакларнинг эффектив массаси циклотрон резонанси методи орқали аниқланади. Бунинг учун ўрганилаётган кристалл маълум бир йўналишдаги магнит индукциясига эга бўлган магнит майдонига жойлаштирилади. Намунадаги  тезликка эга бўлган заряд ташувчилар Лоренц кучи F = qB таъсири остида магнит индукцияси йўналишига перпендикуляр текисликда r радиусли айлана бўйича ҳаракатланади. Бу ерда B магнит майдонининг ўрганилаётган кристалл-даги магнит индукцияси. Лоренц кучи марказга интилма куч бўлганлиги учун қуйидаги тенглик бажарилади:
qB = m_q²/r,
бу ерда m_{q –} заряд ташувчининг массаси.
Бундан фойдаланиб, бурчак тезлик топилади:
_ц = qB/m_q. (14.16)
Бу бурчак тезлик циклотрон частота деб ҳам аталади. (14.16) тенгликка кўра, циклотрон частота электрон тезлигига боғлиқ эмаслиги келиб чиқади. Агар магнит майдонидаги заряд ташувчига _Е частотали бир жинсли даврий Е электр майдони ҳам таъсир эттирилса, заряд ташувчи ютадиган электромаг-нит майдон энергияси частоталар фарқига тенг бўлган  = _ц - _Е частота билан ютиладиган вақтнинг даврий функцияси бўлади. _ц  _Е = _рез. шарт бажарилганда энергиянинг заряд ташувчи томонидан ютилишининг кескин ортиши, яъни циклотрон резонанси содир бўлади. Заряд ташувчининг энергиясининг ортиши унинг траекториясининг диаметрини ортишига ва қўшимча тезлик олишига сабаб бўлади. Бу Ne/E ифодага пропорционал бўлган электр ўтказувчанликни ортишига олиб келади. Магнит индукци-ясини ва резонанс частотани билган ҳолда (14.16) тенгламадан фойдаланиб, электрон ёки ковакнинг эффектив массасини топиш мумкин: m_q = m^.