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分数量子霍尔效应( 整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应分别是谁发明的?

2020-12-02知识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。

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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。

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分数量子霍尔效应的介绍 量子霍尔效应是过去二十年中,凝体物理研究里最重要的成就之一。要解释这个效应,需要用上许多量子物理中最微妙的概念。1998年的诺贝尔物理奖,由美国普林斯顿大学的崔琦(Daniel C.Tsui)、哥伦比亚大学的史特莫(Horst L.Stormer)及史丹佛大学的劳夫林(Robert B.Laughlin)三人获得。得奖理由是“他们发现了一种新形态的量子流体,其中有带分数电荷的激发态”。

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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。

什么是分数量子霍尔效应?

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。

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.

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

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。

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