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什么是凝聚态物理学?什么·是·分数量子霍尔效应?什么是量子? 分数量子霍尔效应现象

2020-09-25知识12

什么是凝聚态物理学?什么·是·分数量子霍尔效应?什么是量子? 量子霍尔效应 K.Von Klitzing,G.Dorda,M.Pepper于1979年发现,霍尔常数(强磁场中,纵向电压和横向电流的比值)是量子化的,RH=V/I=h/νe2,ν=1,2,3,…。。

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分数量子霍尔效应 霍尔效应是一种磁电效应,是德国物理学家霍尔1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。根据霍尔效应,人们用半导体材料制成霍尔元件,它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物理原理应用到测量技术中的基本过程。当电流垂直于外磁场方向通过导体时,在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应,该电势差称为霍尔电势差(霍尔电压)。【详细】所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的基本关系为UH=RHIB/d(18)RH=1/nq(金属)(19)式中 RH—霍尔系数:n—载流子浓度或自由电子浓度;q—电子电量;I—通过的电流;B—。

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量子霍尔效应的分数量子霍耳效应 1982年崔琦、H.施特默和A.戈萨尔对有更高迁移率的铝镓砷/砷化镓异质结中的二维电子气在更强磁场和更低温度条件测量它的霍耳效应,除看到更明显的整数量子霍耳效应的平台之外,还发现当最低朗道能级被电子填充比为z=1/3、2/3、4/3、5/3、2/5、3/5、4/5、2/7等奇分母分数值时也有霍耳电阻平台,这就是分数量子霍耳效应。1983年R.劳克林提出一种计及电子间库仑关联效应的多电子波函数能成功地描述此现象,指出z=1/m(m为奇整数)的状态,必出现能隙Δm和带分数电荷e*=e/m的准粒子。果然不久测出能隙Δm,又于1996年实验上确证在z=1/3的状态,存在分数电荷e*=e/3的准粒子。整数和分数量子霍耳效应的发现人和理论创造者分别获得1985年和1998年的诺贝尔物理学奖。

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什么是分数量子霍尔效应? 这个问题略犀利.分数量子霍尔效应(Fractional Quantum Hall Effect~FQH)是霍尔效应家族里最复杂也是…

为什么我们要研究分数量子霍尔效应 量子霍尔效应(quantum Hall effect)是量子力学版本的霍尔效应,需要在低温强磁场的极端条件下才可以被观察到,此时霍尔电阻与磁场不再呈现线性关系,而出现量子化平台。在某些人造的二维半导体结构中,电子气限制在极薄的一层之内运动,在垂直层面方向施加强磁场,在层面与电流I相垂直的方向上出现电势差VH,称为霍耳电压,RH=VH/I称为霍耳电阻。经典霍耳效应表明,RH随所加磁场的磁感应强度B增加而增加,呈线性关系。1980年冯·克利青在4.2K或更低温度测量这种半导体结构的霍耳电阻,发现RH与B的关系是在总的直线趋势上出现一系列平台,平台处的RH=h/ie2,这里i是正整数,h为普朗克常数,e为电子电荷。该现象称为整数量子霍耳效应。

整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应分别是谁发明的? 1980年,德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应,1982年,美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应,这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖

如何用通俗易懂的方式解释量子霍尔效应? 这么有意思的题竟然没人答吗?来,先答一发为敬了!这是一个非常好玩的物理现象。我们假设在一小片二维世界里,一个小电子沿着直线在孤独的行走着。见它这么孤独,不调戏下它,简直天理难容。于是,我平行与这个二维世界施加了一个垂直的磁场。孤独的小电子立刻迷了路,跑到了“世界”的一边,试想一下,如果此时有好多电子一起路过这个“二维世界”,那它们也会跟这个小电子一样,全都迷迷糊糊跑到小板的一侧(右侧),大量负电子集中于右侧,会发生什么呢?它当然会对于左侧形成了一个电压。这就是霍尔效应!霍尔效应其实就在你的手机里,你手机里有个霍尔传感器,就是靠它,凭借电流和地球磁场的关系,你的手机才知道那里是东西南北的哦!是不是瞬间对你的手机肃然起敬了!让我们继续使坏,增强磁场。更奇怪的事情发生了,小电子们就像是喝醉了一样,糊里糊涂绕圈转了起来。继续加大磁场,更加诡异了,电子们竟然自己建造了一个“太阳系”,能量高的在外边转,低的在里边。如果在增大一些磁场,更多的“小太阳系”(学名:磁通)诞生出来。这样的后果是什么呢?因为电子都在自己绕圈,流经这里的电荷都被“锁”住了,于是,这个二维小板成了一个绝缘体,不导电了。等一下,。

如何理解量子霍尔效应? 能够理解边缘态及其导电机制,也能理解边缘态数目是量子化的。问题是量子化的边缘态数目如何贡献出一个平…

#量子#量子霍尔效应#电子

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