Kvant zali effekti nima?

Xoll effekti - bu elektr tokiga va qo'llaniladigan magnit maydonga to'g'ri keladigan kuchlanish farqini ishlab chiqarishni anglatadi. Bu erda voltaj farqi elektr o'tkazgichda paydo bo'ladi. Elektr toki shu elektr o'tkazgich orqali amalga oshiriladi va unga qo'llaniladigan magnit maydon oqimga perpendikulyar bo'ladi. Bu effektni 1879 yilda Edvin Xoll kashf qilgan. U, shuningdek, induktsiya qilingan elektr maydonining tok zichligi va qo'llaniladigan magnit maydoniga nisbati bo'lgan Xoll koeffitsientini ixtiro qilgan. Bu koeffitsientning qiymati - o'tkazgich ishlab chiqarilgan materialning xarakteristikasi. Shuning uchun bu koeffitsientning qiymati tokni tashkil etuvchi zaryad tashuvchining turiga, soniga va xususiyatlariga bog'liq.

Zal effekti o'tkazgichdagi tokning tabiati tufayli paydo bo'ladi. Odatda, elektr toki elektronlar, teshiklar, ionlar yoki ularning uchtasi kabi ko'plab kichik zaryad tashuvchilarning harakatini o'z ichiga oladi. Magnit maydon mavjud bo'lganda, bu zaryadlar Lorents kuchi deb ataladi. Agar bunday magnit maydon bo'lmasa, zaryadlar iflosliklar bilan to'qnashuvlar orasidagi qarama -qarshilikning to'g'ri chizig'iga to'g'ri keladi.
Bundan tashqari, magnit maydon perpendikulyar qo'llanilganda, to'qnashuvlar orasidagi zaryadlarning yo'li egri bo'ladi; Shunday qilib, harakatlanuvchi zaryadlar materialning bir yuzida to'planib, boshqa yuzida teng va qarama -qarshi zaryadlar qoladi. Bu jarayon Hall elementi bo'ylab zaryad zichligining assimetrik taqsimlanishiga olib keladi, bu ko'rish chizig'iga ham, qo'llaniladigan magnit maydoniga ham perpendikulyar bo'lgan kuchdan kelib chiqadi. Bu zaryadlarni ajratish elektr maydonini o'rnatadi. Bunga Hall effekti deyiladi.
Kvant zali effekti nima?
Kvant zali effekti - bu past harorat va kuchli magnit maydoniga duchor bo'lgan 2D elektron tizimida paydo bo'ladigan kvant mexanik tushuncha. Bu erda "Hall o'tkazuvchanligi" kvantli Hall o'tishidan o'tadi va kvantlangan qiymatlarni ma'lum darajada qabul qiladi. Kvant zali effektining matematik ifodasi quyidagicha:
Zal o'tkazuvchanligi = I _kanal /V _Hall = ve ² /soat
I _kanal - kanal oqimi, V _Xoll - Hall zo'riqishi, e - elementar zaryad, h - Plank doimiysi va v - to'ldiruvchi omil deb nomlangan prefaktor, bu butun son yoki kasr qiymatdir. Shunday qilib, biz kvant zali effekti "v" butun son yoki kasr bo'ladimi -yo'qligiga qarab, kasrli kvant Hall effektining tamsayı ekanligini aniqlashimiz mumkin.
Butun sonli kvant Xoll effekti o'ziga xos xususiyatga ega, ya'ni elektron zichligi o'zgarganda kvantizatsiyaning davomiyligi. Bu erda, Fermi darajasi toza spektral bo'shliqda bo'lganda, elektron zichligi doimiy bo'lib qoladi; Shunday qilib, bu holat fermi darajasi cheklangan holatlar soniga ega bo'lgan energiyaga to'g'ri keladi, lekin bu holatlar mahalliylashtirilgan. Fraktsion kvant Xoll effektini ko'rib chiqsak, bu murakkabroq, chunki uning mavjudligi asosan elektron-elektron o'zaro ta'siriga bog'liq.
Hall effekti va kvant zal effekti o'rtasidagi farq nima?
Hall effekti va kvant Xoll effektining asosiy farqi shundaki, Hall effekti asosan yarimo'tkazgichlarda, Holli kvant effekti asosan metallarda sodir bo'ladi. Hall effekti va kvant Xoll effektining yana bir muhim farqi shundaki, Hall effekti kuchsiz magnit maydon va o'rtacha harorat bo'lgan joyda sodir bo'ladi, Kvant Zali effekti esa kuchli magnit maydonlarni va ancha past haroratni talab qiladi.
Quyida infografikada Hall effekti va kvant Hall effekti o'rtasidagi farqlar keltirilgan.