Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Квантовий ефект Холла або цілочислений квантовий ефект Холла або квантовий Голів ефект версія класичного ефекту Холла що

Квантовий ефект Холла

Квантовий ефект Холла

Квантовий ефект Холла (або цілочислений квантовий ефект Холла або квантовий Голів ефект) — версія класичного ефекту Холла, що спостерігається у двомірних системах електронного газу у випадку низьких температур та сильних магнітних полів, в яких поперечна магнітопровідність σ приймає дискретні значення:

Ілюстрація до квантового ефекту Холла. Ліворуч показана залежність енергії Фермі від густини станів (DOS, density of states), праворуч у свою чергу показаний опір Холла як залежність від магнітного поля B. Крім того, ліворуч демонструється формування рівнів Ландау, а їх місцезнаходженя на кривих опору позначається червоними маркерами на правому графіку.

де  — елементарний електричний заряд, а  — стала Планка.

Експериментально квантування проявляється як незмінне значення поперечної магнітопровідності при зміні напруженості магнітного поля в певних межах. Коли напруженість магнітного поля виходить за межі цього інтервалу, поперечна магнітопровідність змінюється стрибком. Ця зміна супроводжується піком поздовжньої магніто-провідності. Ефект проявляється тільки при низьких температурах.

Величина містить тільки фізичні сталі, тому квантовий ефект Холла має велике значення для метрології, оскільки дозволяє визначити величину елементаного заряду або сталої Планка з великою точністю. є квантом провідності. Обернена їй величина є природною одиницею опору. Вона отримала назву сталої фон Клітцинга.

У «звичайному» квантовому ефекті Холла, який називають цілочисленим, величина ν приймає тільки цілочислені значення (ν = 1, 2, 3, …). Проте існує також і дробовий ефект Холла, в якому величина ν приймає значення, що виражаються раціональними числами (ν = 2/7, 1/3, 2/5, 3/5, 5/2, …).

Історія

Цілочисленне квантування холлівської провідності було вперше теоретично передбачене Андо, Матсумото та Уемурою в 1975 році на основі наближених обчислень. Декілька дослідників в той час спостерігали незвичайний характер провідності інверсійних шарів електронів/дірок на поверхні розділу «діелектрик — напівпровідник» в спеціально виготовлених для цих цілей МДН-транзисторах. Проте тільки в 1980 році Клаус фон Клітцинг зробив експериментальне відкриття, яке полягало в квантуванні холлівської провідності. В 1985 році Клаусу фон Клітцингу була присуджена Нобелівська премія в галузі фізики за це відкриття. Елементарну теорію цілочисленого ефекта Холла розробив Роберт Лафлін. Якщо цілочислений ефект спостерігався на поверхні кремнію, то дробовий варіант ефекту спостерігався надалі в інверсійних шарах гетероструктур на основі арсеніда галію.

В 1982 році Денієл Цуї (Daniel Tsui) та Горст Штермер (Horst Stormer) відмітили, що плато в холлівському опорі спостерігається не тільки при цілих значеннях величини ν, але і в сильних магнітних полях при ν=1/3. У подальших експериментах були знайдені інші дробові значення 2/5, 3/7… У 1998 році Цуї, Штермер та Лафлін отримали Нобелівську премію в галузі фізики за відкриття та теоретичне пояснення цього явища.

Див. також

Примітки

  1. Слюсар В. И. Наноантенны: подходы и перспективы [ 3 Червня 2021 у Wayback Machine.] // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. — 2009. — № 2. — С. 61.

Література

  • T. Ando, Y. Matsumoto, and Y. Uemura, J. Phys. Soc. Jpn. 39, 279 (1975) DOI:10.1143/JPSJ.39.279
  • K. von Klitzing, G. Dorda, and M. Pepper, Phys. Rev. Lett. 45, 494 (1980) DOI:10.1103/PhysRevLett.45.494
  • R.B. Laughlin, Phys. Rev. B. 23, 5632 (1981) DOI:10.1103/PhysRevB.23.5632
  • Integral quantum Hall effect for nonspecialists, D. R. Yennie, Rev. Mod. Phys. 59, 781 (1987) DOI:10.1103/RevModPhys.59.781
  • 25 years of Quantum Hall Effect, K. von Klitzing, Poincaré Seminar (Paris-2004). .
  • Quantum Hall Effect Observed at Room Temperature, Magnet Lab Press Release
  • Room-Temperature Quantum Hall Effect in Graphene, K. S. Novoselov et al., Science 315 1379 (9 Mar 2007) DOI:10.1126/science.1137201
  • J. E. Avron, D. Osacdhy and R. Seiler, Physics Today, August (2003)
  • Very- Low- Frequency Resonance of MOSFET Amplifier Parameters, Solid- State Electronics, Vol.37, No.10, pp. 1739–1751, 1994.
  • Very- Low- Frequency (VLF) Investigations of the MOSFET's High- order Derivatives, Solid- State Electronics, Vol.38, No.3, pp. 661–671, 1995.
image Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Kvantovij efekt Holla abo cilochislenij kvantovij efekt Holla abo kvantovij Goliv efekt versiya klasichnogo efektu Holla sho sposterigayetsya u dvomirnih sistemah elektronnogo gazu u vipadku nizkih temperatur ta silnih magnitnih poliv v yakih poperechna magnitoprovidnist s prijmaye diskretni znachennya source source source source source source Ilyustraciya do kvantovogo efektu Holla Livoruch pokazana zalezhnist energiyi Fermi vid gustini staniv DOS density of states pravoruch u svoyu chergu pokazanij opir Holla yak zalezhnist vid magnitnogo polya B Krim togo livoruch demonstruyetsya formuvannya rivniv Landau a yih misceznahodzhenya na krivih oporu poznachayetsya chervonimi markerami na pravomu grafiku s n e 2 h displaystyle sigma nu frac e 2 h de e displaystyle e elementarnij elektrichnij zaryad a h displaystyle h stala Planka Eksperimentalno kvantuvannya proyavlyayetsya yak nezminne znachennya poperechnoyi magnitoprovidnosti pri zmini napruzhenosti magnitnogo polya v pevnih mezhah Koli napruzhenist magnitnogo polya vihodit za mezhi cogo intervalu poperechna magnitoprovidnist zminyuyetsya stribkom Cya zmina suprovodzhuyetsya pikom pozdovzhnoyi magnito providnosti Efekt proyavlyayetsya tilki pri nizkih temperaturah Velichina e 2 h displaystyle e 2 h mistit tilki fizichni stali tomu kvantovij efekt Holla maye velike znachennya dlya metrologiyi oskilki dozvolyaye viznachiti velichinu elementanogo zaryadu abo staloyi Planka z velikoyu tochnistyu e 2 h displaystyle e 2 h ye kvantom providnosti Obernena yij velichina ye prirodnoyu odiniceyu oporu Vona otrimala nazvu staloyi fon Klitcinga U zvichajnomu kvantovomu efekti Holla yakij nazivayut cilochislenim velichina n prijmaye tilki cilochisleni znachennya n 1 2 3 Prote isnuye takozh i drobovij efekt Holla v yakomu velichina n prijmaye znachennya sho virazhayutsya racionalnimi chislami n 2 7 1 3 2 5 3 5 5 2 IstoriyaCilochislenne kvantuvannya hollivskoyi providnosti bulo vpershe teoretichno peredbachene Ando Matsumoto ta Uemuroyu v 1975 roci na osnovi nablizhenih obchislen Dekilka doslidnikiv v toj chas sposterigali nezvichajnij harakter providnosti inversijnih shariv elektroniv dirok na poverhni rozdilu dielektrik napivprovidnik v specialno vigotovlenih dlya cih cilej MDN tranzistorah Prote tilki v 1980 roci Klaus fon Klitcing zrobiv eksperimentalne vidkrittya yake polyagalo v kvantuvanni hollivskoyi providnosti V 1985 roci Klausu fon Klitcingu bula prisudzhena Nobelivska premiya v galuzi fiziki za ce vidkrittya Elementarnu teoriyu cilochislenogo efekta Holla rozrobiv Robert Laflin Yaksho cilochislenij efekt sposterigavsya na poverhni kremniyu to drobovij variant efektu sposterigavsya nadali v inversijnih sharah geterostruktur na osnovi arsenida galiyu V 1982 roci Deniyel Cuyi Daniel Tsui ta Gorst Shtermer Horst Stormer vidmitili sho plato v hollivskomu opori sposterigayetsya ne tilki pri cilih znachennyah velichini n ale i v silnih magnitnih polyah pri n 1 3 U podalshih eksperimentah buli znajdeni inshi drobovi znachennya 2 5 3 7 U 1998 roci Cuyi Shtermer ta Laflin otrimali Nobelivsku premiyu v galuzi fiziki za vidkrittya ta teoretichne poyasnennya cogo yavisha Div takozhStala fon Klitcinga Kvantovij efekt Holla v grafeniPrimitkiSlyusar V I Nanoantenny podhody i perspektivy 3 Chervnya 2021 u Wayback Machine Elektronika Nauka Tehnologiya Biznes 2009 2 S 61 LiteraturaT Ando Y Matsumoto and Y Uemura J Phys Soc Jpn 39 279 1975 DOI 10 1143 JPSJ 39 279 K von Klitzing G Dorda and M Pepper Phys Rev Lett 45 494 1980 DOI 10 1103 PhysRevLett 45 494 R B Laughlin Phys Rev B 23 5632 1981 DOI 10 1103 PhysRevB 23 5632 Integral quantum Hall effect for nonspecialists D R Yennie Rev Mod Phys 59 781 1987 DOI 10 1103 RevModPhys 59 781 25 years of Quantum Hall Effect K von Klitzing Poincare Seminar Paris 2004 Quantum Hall Effect Observed at Room Temperature Magnet Lab Press Release Room Temperature Quantum Hall Effect in Graphene K S Novoselov et al Science 315 1379 9 Mar 2007 DOI 10 1126 science 1137201 J E Avron D Osacdhy and R Seiler Physics Today August 2003 Very Low Frequency Resonance of MOSFET Amplifier Parameters Solid State Electronics Vol 37 No 10 pp 1739 1751 1994 Very Low Frequency VLF Investigations of the MOSFET s High order Derivatives Solid State Electronics Vol 38 No 3 pp 661 671 1995 Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi

Дата публікації:
Топ