如何理解量子霍尔效应
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.
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Stormer和A.Gossard发现，随着磁场增强，在v＝1/3,1/5,1/7…等处，霍尔常数出现了新的台阶。这种现象称为分数量子霍尔效应。
R.
Laughlin
给出了解释，他认为，由于极少量杂质的出现，整数v个朗道能级被占据，这导致电场与电子密度的比值B/ρ为h/ev，从而导致霍尔常数出现台阶。他还指出，由于在那些分数占有数处，电子形成了一种新的稳定流体，正是这些电子中的排斥作用导致了分数量子霍尔效应。
量子霍尔效应：是整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的统称
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和A.Gossard发现，随着磁场增强，在v＝1/3,1/5,1/7…等处，霍尔常数出现了新的台阶。这种现象称为分数量子霍尔效应。
R. Laughlin 给出了解释，他认为，由于极少量杂质的出现，整数v个朗道能级被占据，这导致电场与电子密度的比值B/ρ为h/ev，从而导致霍尔常数出现台阶。他还指出，由于在那些分数占有数处，电子形成了一种新的稳定流体，正是这些电子中的排斥作用导致了分数量子霍尔效应。
霍尔效应[1]是磁电效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电势差。 [编辑本段]霍尔效应的原理
导体中的电荷在电场作用下沿电流方向运动，由于存在垂直于电流方向的磁场，电荷受到洛伦兹力，产生偏转，偏转的方向垂直于电流方向和磁场方向，而且正电荷和负电荷偏转的方向相反，这样就产生了电势差。 [编辑本段]霍尔效应的发展
霍尔效应此后在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到了广泛的应用，比如测量磁场的高斯计。
在霍尔效应发现约100年后，德国物理学家克利青(Klaus von Klitzing, 1943-)等在研究极低温度和强磁场中的半导体时发现了量子霍耳效应，这是当代凝聚态物理学令人惊异的进展之一，克利青为此获得了1985年的诺贝尔物理学奖。
之后，美籍华裔物理学家崔琦(Daniel Chee Tsui,1939- )和美国物理学家劳克林(Robert B.Laughlin，1950-)、施特默(Horst L.St rmer，1949-)在更强磁场下研究量子霍尔效应时发现了分数量子霍尔效应，这个发现使人们对量子现象的认识更进一步，他们为此获得了1998年的诺贝尔物理学奖。
最近，复旦校友、斯坦福教授张首晟与母校合作开展了“量子自旋霍尔效应”的研究。“量子自旋霍尔效应”最先由张首晟教授预言，之后被实验证实。这一成果是美国《科学》杂志评出的2007年十大科学进展之一。如果这一效应在室温下工作，它可能导致新的低功率的“自旋电子学”计算设备的产生。
目前工业上应用的高精度的电压和电流型传感器有很多就是根据霍尔效应制成的,误差精度能达到0.1%以下
量子霍尔效应，于1980年被德国科学家发现，是整个凝聚态物理领域中最重要、最基本的量子效应之一。它的应用前景非常广泛。 量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场，在零磁场中就可以实现量子霍尔态
量子霍尔效应：是整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的统称
量子霍尔态简介
特别是在高精度测量和量子计算领域有着广泛应用。总的来说，量子霍尔效应是电流、磁场和固体材料相互作用的结果，它不仅展示了物理学的精细之处，也是现代科技发展中不可或缺的理论支持。通过深入理解这一效应，科学家们能够设计出更为高效和精确的电子设备，推动科技的不断进步。
量子反常霍尔效应和量子霍尔效应有什么不同
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：劳夫林与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。3、发现不同 量子反常霍尔效应：...
霍尔效应分为哪五个?
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...
霍尔效应的概念
量子霍尔效应:此为霍尔效应的量子力学版本。一般被看作是整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的统称。霍尔效应 在1879年被物理学家霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，这种效应和传统的电磁感应完全不同。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...
怎么样理解量子自旋霍尔效应?
其次，让人称奇的是，这种严格的量子化能够在具有相当低的迁移率和非零体导电通道的材料中实现。这些都说明量子反常霍尔效应比量子自旋霍尔效应要稳定得多，可以媲美甚至比量子霍尔效应有更强的适应能力。"量子自旋霍尔效应"[1] 找到了电子自转方向与电流方向之间的规律。利用这个规律可以使电子以新的姿势...
霍尔效应如何解释?
将一导电板放在垂至于他的磁场中，当有电流通过时，在导电板的a、a'两侧会产生一个电势差uaa'，这就是霍尔效应。利用左手定则，可以判断载流子（q>0，正电荷）所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向上，即运动向上；载流子（q<0，负电荷）所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向下，即运动向下。
量子反常霍尔效应 什么是量子反常霍尔效应
1、在凝聚态物理领域，量子霍尔效应研究是一个非常重要的研究方向。量子反常霍尔效应不同于量子霍尔效应，它不依赖于强磁场而由材料本身的自发磁化产生。在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。2、自1988年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得...
什么是霍尔效应?简述霍尔电流表的工作原理
霍尔效应是电磁效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（E.H.Hall，1855—1938）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半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。
求科普:量子反常霍尔效应!!!
我们首先来看下什么是量子霍尔效应：量子霍尔效应，于1980年被德国科学家发现，是整个凝聚态物理领域中重要、最基本的量子效应之一。它的应用前景非常广泛。在一个通有电流的导体中，如果施加一个垂直于电流方向的磁场，由于洛伦兹力的作用，电子的运动轨迹将产生偏转，从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端...
通俗点解释,量子反常霍尔效应, 高中生,中学水平能看的懂得
常态下导体中电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则，让它们在各自的跑道上前进，没有相互碰撞所以不会发热。但是产生量子霍尔效应需要一定条件，就是加以强磁场。而量子反常霍尔效应，就是不加强磁场就能产生量子霍尔效应，如果这种技术能够成功，...
杜叔汝宁： 量子霍尔效应,于1980年被德国科学家发现,是整个凝聚态物理领域中最重要、最基本的量子效应之一.它的应用前景非常广泛. 我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没...
永春县13410526410： 什么是量子霍尔效应 - ？
杜叔汝宁： 量子霍耳效应是继1962年约瑟夫森效应发现之后又一个对基本物理常数有重大意义的固体量子效应.它是20世纪以来凝聚态物理学和有关新技术(包括低温、超导、真空、半导体工艺、强磁场等)综合发展加上冯·克利青创造性的研究工作所取得的重要成果.
永春县13410526410： 求 霍尔效应 在名词解释 - ？
杜叔汝宁： 霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855—1938)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,在导体的平行于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象就是霍尔效应.这个电势差也被称为霍尔电势差.霍尔效应应使用左手定则判断.
永春县13410526410： 量子霍尔效应的介绍 - ？
杜叔汝宁： 量子霍尔效应(quantum Hall effect)包括整数量子霍耳效应和分数量子霍尔效应.霍尔电阻的变化是量子化形式的现象.
永春县13410526410： 何谓量子自旋霍尔效应? ？
杜叔汝宁： 量子自旋霍尔效应 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...
永春县13410526410： 什么叫量子化霍尔效应 - ？
杜叔汝宁： 他在长方形导体薄片上通以电流,沿电流的垂直方向加磁场,发现在与电流和磁场两者垂直的两侧面产生了电势差.后来这个效应广泛应用于半导体研究.一百年过去了.1980年一种新的霍耳效应又被发现.这就是德国物理学家冯·克利青从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现的量子霍耳效应.他在硅MOSFET管上加两个电极,把MOSFET管放到强磁场和深低温下,证明霍耳电阻随栅压变化的曲线上出现一系列平台,与平台相应的霍耳电阻等于RH=h/i·e2,其中i是正整数1,2,3,……,这一发现是20世纪以来凝聚态物理学、各门新技术(包括低温、超导、真空、半导体工艺、强磁场等)综合发展以及冯·克利青创造性的研究工作所取得的重要成果.
永春县13410526410： 量子反常霍尔效应是什么 - ？
杜叔汝宁： 在凝聚态物理领域,量子霍尔效应研究是一个非常重要的研究方向.量子反常霍尔效应不同于量子霍尔效应,它不依赖于强磁场而由材料本身的自发磁化产生.在零磁场中就可以实现量子霍尔态,更容易应用到人们日常所需的电子器件中.自1988年开始,就不断有理论物理学家提出各种方案,然而在实验上没有取得任何进展.2013年,由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.美国《科学》杂志于2013年3月14日在线发表这一研究成果. 百度百科答
永春县13410526410： 什么叫霍尔效应 - ？
杜叔汝宁： 霍尔效应在1879年被E.H. 霍尔发现,它定义了磁场和感应电压之间的关系,这种效应和传统的感应效果完全不同.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横向的作用力,从而在导体的两端产生电压差.虽然这个效应多年前就已经被大家知道并理解,但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用,直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路.根据设计和配置的不同,霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器.
永春县13410526410： 为什么我们要研究分数量子霍尔效应 - ？
杜叔汝宁： 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...
