Premio Nobel de Física de 1985: Klaus Von Klitzing

Por Laura García Carrasco

BIOGRAFÍA
Klaus
TIO.jpg

von Klitzing
( 28 de junio , 1943 en Schroda ) es un físico alemán conocido por el descubrimiento del efecto cuántico Hall número entero , por el que fue galardonado con el 1985 Premio Nobel de Física.
En 1962 von Klitzing pasado el bachillerato en el Artland Gymnasium en Quakebruk, Alemania, antes de estudiar física en la Universidad Técnica de Braunschweig(al terminar la Segunda Guerra Mundial, los padres de Klaus se trasladaron a Republica Federal de Alemania)donde recibió su diploma en 1969. Continuó sus estudios en la Universidad de Wurzburg, completando su tesis doctoral “GALVANOMAGNETIC PROPIEDADES DE TELURIO EN CAMPOS MAGNÉTICOS FUERTES 1972” y la habilitación de 1978. Este trabajo se realizó en el Laboratorio de campo en Francia, donde continuó trabajando hasta convertirse en un profesor de la Universidad Técnica de Munich en 1980. Von Klitzing ha sido director del Instituto Max Planck para la Investigación del Estado Sólido en Stuttgart desde 1985. Pero uno de los principales méritos de Klaus fue haber cuantificado el ya descubierto efecto HALL,por un físico estadounidense con este nombre,
Edwin Duntey Hall. que reveló un comportamiento del fenómeno.



EFECTO HALL

El efecto HALL consiste en la aparición de un campo eléctrico en un conductor cuando es atravesado por un campo magnético.



àEXPLICACIÓN CUALITATIVA DEL EFECTO HALLß
hall3.jpg
Cuando un material conductor o semiconductor circula en una corriente eléctrica, y estando este en un mismo material en el centro de un campo magnético, se puede observar que aparece una fuerza magnética en los portadores que llevan la carga que los reagrupa dentro del material, entonces, los portadores de carga desvían la trayectoria y se agrupan a un lado del material conductor o semiconductor, apareciendo un campo eléctrico perpendicular al campo magnético, y al propio eléctrico que es generado por la batería puesta
Este campo eléctrico sería el denominado campo HALL y ligado a él aparece la tensión HALL que se puede medir mediante el voltímetro de la figura de arriba
.

EJEMPLO:
En el caso de la figura, tenemos una barra de un material desconocido y queremos saber cuales son sus portadores de carga. Para ello, mediante una batería hacemos circular por la barra una corriente eléctrica. Una vez hecho esto, introducimos la barra en el centro de un campo magnético uniforme y perpendicular a la tableta. Entonces una fuerza magnética sobre los portadores de carga, que tenderá a agruparlos a un lado de la barra, apareciendo de este modo una tensión Hall y un campo eléctrico Hall entre ambos lados de la barra. Dependiendo de si la lectura del voltímetro es positiva o negativa, y conociendo el sentido del campo magnético y del campo eléctrico originado por la batería, podemos deducir si los portadores de carga de la barra de material desconocido son las cargas positivas o las negativas.
En la figura de arriba podemos ver como el material tiene dos zonas: la de la izquierda y la de la derecha. En una zona, los portadores son huecos y en la otra electrones
.
àEXPLICACIÓN CUANTITATIVA DEL EFECTO HALLß

Sea el material por el que circula la corriente con una velocidad
v al que se le aplica un campo magnético B. Al aparecer una fuerza magnética (Fm) los portadores de carga se agrupan en una región del material, ocasionando la aparición de una tensión(Vh)y por lo tanto de un campo eléctrico E en la misma dirección. Este campo ocasiona a su vez la aparición de una fuerza eléctrica (Fe)con la misma dirección pero sentido opuesto a (Fm). Cuando estas dos fuerzas llegan a un estado de equilibrio se tiene la siguiente situación:
formula.png

hall_2.jpg hall1.jpg

APLICACIONES EN LA SOCIEDAD DEL EFECTO HALL

Los sensores de Efecto Hall permiten medir :
  • La movilidad de una partícula cargada eléctricamente (electrones, lagunas, etc).
  • Los campos magnéticos (Teslámetros)
  • La intensidad de corrientes eléctricas (sensores de corriente de Efecto Hall)
  • También permiten la elaboración de sensores o detectores de posición sin contacto, utilizados en el automóvil, para detectar la posición de un árbol giratorio (caja de cambios, paliers, etc.).
  • Encontramos también sensores de efecto Hall bajo las teclas de los teclados de los instrumentos de música modernos (órganos, órganos digitales, sintetizadores) evitando así el desgaste que sufren los contactos eléctricos tradicionales.
  • Encontramos sensores de efecto Hall en el codificador de un motor de CD.
  • Los motores de Efecto Hall (HET) son aceleradores de plasma de gran eficacia.


BIBLIOGRAFÍA
http://wapedia.mobi/es/Efecto_Hall
http://es.wikipedia.org/wiki/Klaus_von_Klitzing
www.youtube.es.