量子整数霍尔效应,如何理解量子霍尔效应?

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如何理解量子霍尔效应?

如何理解量子霍尔效应,就得先理解霍尔效应,一起来看看吧!

霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年在研究金属的导电机制时发现的。

霍尔效应的原理就是:当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力,从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。

霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场。在电场强度与洛伦兹力产生平衡之后,不再聚集,此时电场将会使后来的电子和空穴受到电场力的作用而平衡掉磁场对其产生的洛伦兹力,使得后来的电子和空穴能顺利通过不会偏移,这个现象称为霍尔效应,而产生的内建电压称为霍尔电压。

量子霍尔效应(Quantum Hall effect),是霍尔效应的量子力学版本。一般看作是整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的统称。

整数量子霍尔效应由马普所的德国物理学家冯·克利青发现。他因此获得1985年诺贝尔物理学奖。分数量子霍尔效应由崔琦、霍斯特·施特默和亚瑟·戈萨德发现,前两者因此与罗伯特·劳夫林分享1998年诺贝尔物理学奖。

产生霍尔效应的同时会产生哪些附加的反应?

产生霍尔效应的同时会产生:

1、量子霍尔效应。

整数量子霍尔效应:量子化电导e2/h被观测到,为弹道输运(ballistic transport)这一重要概念提供了实验支持。分数量子霍尔效应:劳赫林与J·K·珍解释了它的起源。两人的工作揭示了涡旋(vortex)和准粒子(quasi-particle)在凝聚态物理学中的重要性。

2、热霍尔效应:垂直磁场的导体会有温度差。

3、Corbino效应:垂直磁场的薄圆碟会产生一个圆周方向的电流。

4、自旋霍尔效应。

5、量子反常霍尔效应。

霍尔效应是什么?

霍尔效应是一种磁电效应,这一现象是霍尔于 1879 年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时,载流子将发生偏转,在垂直于电流和磁场的方向上会产生一个附加电场,从而在导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应。

后来发现半导体等也有这种效应,并且半导体的霍尔效应比金属强得多,利用半导体的霍尔效应制成的各种传感器已广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。

通过霍尔效应测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

霍尔效应(Hall effect)是指当固体导体有电流通过,且放置在一个磁场内,导体内的电荷载子受到洛伦兹力而偏向一边,继而产生电压,除导体外,半导体也能产生霍尔效应,而且半导体的霍尔效应要强于导体。电场力会平衡洛伦兹力。

解释

在导体上外加与电流方向垂直的磁场,会使得导线中的电子与电洞受到不同方向的劳伦兹力而往不同方向上聚集,在聚集起来的电子与电洞之间会产生电场,此一电场将会使后来的电子电洞受到电力作用而平衡掉磁场造成的劳伦兹力,使得后来的电子电洞能顺利通过不会偏移,此称为霍尔效应。而产生的内建电压称为霍尔电压。

到此,以上就是小编对于分数量子霍尔效应的解释的问题就介绍到这了,希望介绍分数量子霍尔效应的解释的3点解答对大家有用。

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