Квантовий ефект Хола

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Квантовий ефект Хола (або цілочислений квантовий ефект Хола) є по суті квантово-механічною версією класичного ефекту Хола, який спостерігається двомірних системах електронного газу у випадку низьких температур та сильних магнітних полів, в яких холівська електрична провідність σ приймає дискретні значення:

де e є елементарний заряд електрона, а h - стала Планка. В "звичайному" квантовому ефекті Хола, знаному як цілочислений квантовий ефект Хола, величина ν приймає тільки цілочислені значення ( ν = 1, 2, 3, ...). Проте існує також і дробний ефект Хола, в якому величина ν приймає дробні значення ( ν = 2/7, 1/3, 2/5, 3/5, 5/2, ...)

Зміст 1 Історія 2 Демонологія квантових явищ в інвесних 2Д- системах 3 Дивіться також 4 Література

[ред.] Історія

Цілочисленне квантування холівської провідності було вперше теоретично передбачене Андо, Матсумото та Уємура 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 непередбачуване експериментальне відкриття, яке полягало в квантуванні холівської провідності. В 1985 році Клаусу фон Клітцингу була присуджена Нобелівська премія в галузі фізики за це відкриття. Елементарну теорію цілочисленого ефекта Хола розробив Роберт Лафлін. Якщо цілочислений ефект спостерігався на поверхні кремнію, то дробний варіант ефекту спостерігався надалі в інверсійних шарах гетероструктур на основі арсеніда галію.

В 1982 році Даніель Цуі (Daniel Tsui) та Хорст Штьормер (Horst Stormer) відмітили, що "плато" в Холловському опорі спостерігається не тільки при цілих значеннях величини ν, але і при сильних магнітних полях дробне - ν=1/3. В подальших експериментах були знайдені інші дробні значення 2/5, 3/7… В 1998 році Цуі, Штьормер та Лафлін отримали Нобелівську премію в галузі фізики за відкриття та теоретичне пояснення цього явища.

[ред.] Демонологія квантових явищ в інвесних 2Д- системах

Відкриття квантового ефекту Хола породило своєрідну "демонологію" пошуку т.з. "квазі-монополів" (магнітних та електичних) в рамках цілочисленного ефекту та "квазі-кварків" в рамках дробного ефекту.

Не менш цікавою також була "демонологія" квантових явищ при високих температурах на поверхні розділу діелектрик- напівпровідник, що спостерігалася в низькочастотних спектроскопічних дослідження стандартних МДН- транзисторів. В рамках даного напряму було отримано ряд резонансів, пов'язаних з "хвилевим опором вакуму" та "віртуальними атомоподібними структурами"...

[ред.] Дивіться також

• Стала фон Клітцинга

[ред.] Література

• T. Ando, Y. Matsumoto, and Y. Uemura, J. Phys. Soc. Jpn. 39, 279 (1975) Шаблон:Doi
• K. von Klitzing, G. Dorda, and M. Pepper, Phys. Rev. Lett. 45, 494 (1980) Шаблон:Doi
• R.B. Laughlin, Phys. Rev. B. 23, 5632 (1981) Шаблон:Doi
• Integral quantum Hall effect for nonspecialists, D. R. Yennie, Rev. Mod. Phys. 59, 781 (1987) Шаблон:Doi
• 25 years of Quantum Hall Effect, K. von Klitzing, Poincaré Seminar (Paris-2004). Postscript.
• Quantum Hall Effect Observed at Room Temperature, Magnet Lab Press Release [1]
• Room-Temperature Quantum Hall Effect in Graphene, K. S. Novoselov et al., Science 315 1379 (9 Mar 2007) Шаблон:Doi
• 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.

Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.