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分数量子霍尔效应产生条件 分数量子霍尔效应的简介

2020-07-19知识12

分数量子霍尔效应的简介 在他们三位的新发现之前,物理学者认为除了夸克一类的粒子之外,宇宙中的基本粒子所带的电荷皆为一个电子所带的电荷-e(e=1.6×10-19库伦)的整数倍。而夸克依其类别可带有±1e/3或±2e/3电荷。夸克在一般状况下,只能存在于原子核中,它们不像电子可以自由流动。所以物理学者并不期待在普通凝体系统中,可以看到如夸克般带有分数电子电荷的粒子或激发态。这个想法在1982年崔琦和史特莫在二维电子系统中,发现分数霍尔效应后受到挑战。一年后劳夫林提出一新颖的理论,认为二维电子系统在强磁场下由于电子之间的电力库伦交互作用,可以形成一种不可压缩的量子液体(incompressible quantum fluid),会展现出分数电荷。分数电荷的出现可说是非常神秘,而且出人意表,其实却可以从已知的量子规则中推导出来。劳夫林还曾想利用他的理论,解释夸克为什么会带分数电子电荷,虽然这样的想法到目前还没有成功。劳夫林的理论出现后,马上被理论高手判定是正确的想法。不过对很多人而言,他的理论仍很难懂。在那之后五、六年间,许多重要的论文陆续出现,把劳夫林理论中较隐晦的观念阐释得更清楚,也进一步推广他的理论到许多不同的物理状况,使整个理论更为完备。以下扼要说明什么是。分数量子霍尔效应的量子霍尔效应 仔细看实验数据会发觉,在平台上RH的值是(h是普郎克常数)乘上1/V。ν可以是1,2,3…等整数,或是1/3,2/3,2/5,…等分数。当ν是整数时,我们称它为整数量子霍尔效应;当ν是分数时,我们称它为分数量子霍尔效应。为什么说它是“量子”效应呢?因为(普郎克常数)出现了。这从古典公式(4)是看不出来的。其实整数量子霍尔效应,是德国物理学者冯克立钦(von Klitzing)是1980年发现的,他也因此在1985年获得诺贝尔奖。崔琦和史特莫更进一步在高磁场和更低的温度条件,发现分数量子霍尔效应。接下来将简单介绍怎么从量子力学观点来看霍尔效应,并且解释ν的意义。在量子力学中,电子被视为是波,它的运动遵循薛丁格(Schrodinger)方程式,要了解电子行为就要解薛丁格方程式。当电子数目很大,而且电子间的强交互作用不可忽略时,对薛丁格方程式我们几乎是不可能得到完整而精确的解。劳夫林的贡献在于他能写出一个波函数,把二维电子系统的重要物理性质表达出来。要了解这理论,得先知道如果忽略电子间的库伦交互作用,单一电子在磁场作用下的行为。这个问题已被著名俄国物理学者兰道(Lev Landau)在1930年解决了。他发现二维电子只能处于一些电子态上,其中i和n是。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…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—。分数量子霍尔效应是怎么发现的? 美国物理学家H.L.斯特默和美籍华裔 物理学家崔琦及其同事在实验中采用更低的温度和更强的磁场,对霍尔效 应进行了细致的研究,发现了分数量子霍尔效应。一年后,美国物理学。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,….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,….这种效应称为整数量子霍尔效应.进而,AT&T的D.Tsui、H.Stormer.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:-。

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