來自美國(guó) IBM 紐約 Watson 研究中心的 Oki Gunawan 博士想出了一種全新的方法，他別出心裁地在實(shí)驗(yàn)中加入了“光”這一變量，將霍爾效應(yīng)升級(jí)為“光-霍爾效應(yīng)（Photo-Hall effect）”，并改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)的測(cè)量策略和公式，成功地在一次測(cè)量中測(cè)量出有關(guān)兩種載流子的7種不同數(shù)據(jù)。加入光之后，在原處于穩(wěn)態(tài)的太陽能電池內(nèi)部必定會(huì)發(fā)生變化——出現(xiàn)很多電子和空穴，也必定會(huì)對(duì)其導(dǎo)電特性產(chǎn)生影響。

Gunawan 特別設(shè)置了兩種材料，并將它們?cè)诠庹障逻M(jìn)行霍爾效應(yīng)測(cè)試的結(jié)果放在一起，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出一個(gè)神奇的公式：

其中的 μH是兩種載流子霍爾遷移率之差，H 是霍爾系數(shù)，σ 是電導(dǎo)。這成為了解決問題的金鑰匙，基于這個(gè)方程能夠?qū)⒂嘘P(guān)兩種載流子的 7 種不同參數(shù)推出，包括濃度、遷移率、擴(kuò)散長(zhǎng)度和載流子壽命等。

可以說，這打破了霍爾效應(yīng)出現(xiàn)以來 140 年的沉寂，又將霍爾效應(yīng)推向了應(yīng)用的前沿陣地。理論上的突破還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)，如何實(shí)現(xiàn)又是另一個(gè)故事了。光霍爾效應(yīng)理論上需要很“純凈”的霍爾信號(hào)，而太陽能電池，特別是文中采用的“鈣鈦礦（Perovskites）”材料的電導(dǎo)很小，會(huì)產(chǎn)生巨大的霍爾信號(hào)干擾。

因此，Gunawan 采用了交流（振蕩）磁場(chǎng)并連接傅里葉分析進(jìn)行霍爾測(cè)量。如下圖，通過傅里葉變換，可以找到信號(hào)最明顯的地方，再進(jìn)行分析就好，這就好像是在收音機(jī)中找你最喜歡的電臺(tái)一樣，其他頻率都是噪聲，而特定的頻率就會(huì)有電臺(tái)節(jié)目。

新的光霍爾效應(yīng)或許能成為新的電學(xué)測(cè)量工具，為電子材料的研究打開新的篇章，它將我們需要用其他精密儀器分開進(jìn)行測(cè)量的 7 種參數(shù)，一次測(cè)量出來，大大增大效率。

對(duì)于光霍爾效應(yīng)測(cè)量，Gunawan 博士表示：“我們還想了解更多，如果我們采用的材料不是特制的，又或者這個(gè)公式中的材料模型并不如我們假設(shè)一樣理想，應(yīng)該如何處理。更重要的是我們必須了解到這個(gè)方法的局限性，這套系統(tǒng)顯然不能適用于金屬。需要采用高能激光來激發(fā)金屬中的電子，但是有可能會(huì)在激發(fā)之前將金屬熔化。我們將致力于將這套系統(tǒng)的應(yīng)用面推廣，并將這個(gè)公式推出更一般化的結(jié)論。”