Квантовий ефект холу

Відео: Наносвіт. квантовий ефект

Квантовий ефект Холла (або цілочісленій квантовий ефект Холла) є по суті квантово-механічної версії класичного ефекту Холла, який спостерігається в двомірних системах електронного газу в разі низьких температур і сильних магнітних полів, в яких холівська електрична провідність? приймає дискретні значення:





де e є елементарний заряд електрона, а h - постійна Планка. В "звичайному" квантовому ефекті Холла, відомому як цілочісленій квантовий ефект Холла, величина? приймає тільки цілочіслені значення (? = 1, 2, 3, ...). Однак існує також і дробовий ефект Холла, в якому величина? приймає дробові значення (? = 2/7, 1/3, 2/5, 3/5, 5/2, ...)
Целочисленной квантування холівськоі провідності було вперше теоретично передбачене Андо, Матсумото і Уемура в 1975 році на основі наближених обчислень. Кілька дослідників в той час спостерігали незвичайний характер провідності інверсійних шарів електронів / дірок на поверхні розділу "діелектрик - напівпровідник" в спеціально виготовлених для цих цілей МДП-транзисторах. Однак тільки в 1980 році Клаус фон Клітцінг зробив непередбачуване експериментальне відкриття, яке полягало в квантуванні холівськоі провідності. У 1985 році Клаус фон Клітцінг була присуджена Нобелівська премія в галузі фізики за це відкриття. Елементарну теорію цілочісленого ефекту Холла розробив Роберт Лафлін. Якщо цілочісленій ефект спостерігався на поверхні кремнію, то дробовий варіант ефекту спостерігався в подальшому в інверсійних шарах гетероструктур на основі арсеніду галію.


У 1982 році Даніель Цуї (Daniel Tsui) і Хорст Штьормер (Horst Stormer) помітили, що "плато" в Холловському опорі спостерігається не тільки при цілих значеннях величини ?, але і при сильних магнітних полях дробове - ? = 1 / 3. У подальших експериментах були знайдені інші дробові значення 2/5, 3/7 ... У 1998 році Цуї, Штьормер і Лафлін отримали Нобелівську премію в галузі фізики за відкриття і теоретичне пояснення цього явища.
Відкриття квантового ефекту Холла породило своєрідну "демонологію" пошуку т.зв. "Квазі-монополів" (магнітних і еклектичне) в рамках целочисленной ефекту і "Квазі-кварків" в рамках дробового ефекту.
Не менш цікавою також була "демонологія" квантових явищ при високих температурах на поверхні розділу діелектрик-напівпровідник, що спостерігалася в низькочастотних спектроскопических дослідження стандартних МДП-транзисторів. В рамках даного напрямку було отримано ряд резонансів, пов`язаних з "хвильовим опором вакуум" і "віртуальними атомоподібніми структурами" ...

Увага, тільки СЬОГОДНІ!