量子霍尔效应(霍尔效应有几种形式？)

admin 古文典籍 2024-12-23 05:08:46 1

何谓量子自旋霍尔效应?

“量子自旋霍尔效应”是指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非常有序地“舞蹈”,从而使能量耗散很低。

最初的霍尔效应描述了在磁场作用下，电流通过材料时，垂直于电流和磁场的方向会产生霍尔电压，而反常霍尔效应则在铁磁性材料中显现出了非寻常的特征[1,2]。在20世纪80年代，量子霍尔效应的出现，特别是整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应，展示了电子在特定条件下表现出的超导性质和定向性[3,4]。

外加垂直磁场,可激发半导体的霍尔效应。若赋予强磁场则获得显著霍尔效应,此称反常霍尔效应。

量子霍尔效应是一种量子力学现象，指的是当电子在某些材料中移动时，会在其表面上形成一种特殊的电荷分布模式，导致电阻率为零。这种效应是由于材料表面存在一种特殊的电子状态，即“边缘态”，边缘态上的电子运动是不受材料内部电子状态的影响的，因此可以导致电阻为零的效应。

能量优化节电技术,是以三次获得诺贝尔物理学奖的霍尔效应研发而成。

量子反常霍尔效应和量子霍尔效应有什么不同

量子反常霍尔效应：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。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。

整数量子霍尔效应与分数量子霍尔效应是固体物理中研究电子强关联性质的重要专题，它们在低温、强磁场和低载流子密度条件下展现独特现象。量子霍尔效应分为整数和分数两种类型，分别由克劳斯·冯·克利青在1980年通过观察二维电子气的霍尔电阻量子化平台而发现，并因此获得诺贝尔奖。

整数量子霍尔效应是物理学中一个关键发现，它表明了在特定条件下，电子的电导量子化为e²/h，这为弹道输运理论提供了强有力的支持。这一现象在实验中被清晰地观测到，展示了量子效应在宏观尺度上的非凡表现。

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。

量子反常霍尔效应不依赖强磁场，而是源于材料自身的磁化，这与量子霍尔效应在低温强磁场环境下的特性形成了鲜明对比。在量子霍尔效应中，霍尔电阻呈现出量子化平台，而量子反常霍尔效应则表现出无需磁场的优势。在意义层面，量子反常霍尔效应的实用价值更为显著。

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。

霍尔效应有几种形式?

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。

简单来说,量子霍尔效应一般都是在超低温和强磁场等极端条件下出现。在极端条件下,电子的偏转不再像普通霍尔效应中一样,而是变得更加剧烈并且偏转半径变得很小,仿佛就在导体内部围绕着某点转圈圈。也就是说,导体中间的部分电子被“锁住了”,要想导通电流只能走导体的边缘。

霍尔效应，由美国物理学家霍尔于1879年发现，是金属导体在磁场中电流垂直方向产生电势差的现象。随着科技发展，霍尔效应在测量、自动化和信息技术等领域有着广泛应用，如高精度传感器。

分数量子霍尔效应是量子霍尔效应的一种。量子霍尔效应是指在二维电子系统中,当外加磁场强度达到一定值时,霍尔电阻出现量子化平台的现象。

设这个电势差为U，原有电流为I,定义霍尔电阻RH=U/I=I*B/(n*Q*d），其中d为导电板厚度，Q为载流子所带电荷量，n为载流子浓度。

1985年诺贝尔物理学奖授予德国斯图加特固体研究马克斯·普朗克研究所的冯·克利青（Klaus von Klitzing，1943-）,以表彰他发现了量子霍耳效应。霍耳效应是 1879年美国物理学家霍耳（Edwin Hall）研究载流导体在磁场中导电的性质时发现的一种电磁效应。

什么叫自旋霍尔效应和反常霍尔效应

在特定的量子阱中，在无外磁场的条件下（即保持时间反演对称性的条件下），特定材料制成的绝缘体的表面会产生特殊的边缘态，使得该绝缘体的边缘可以导电，并且这种边缘态电流的方向与电子的自旋方向完全相关，即量子自旋霍尔效应 2:量子反常霍尔效应不同于量子霍尔效应。

1980年德国物理学家克劳斯·冯·克利青在实验中发现了量子霍尔效应，即霍尔电阻随磁感应强度的变化不是线性的而是台阶式的，出现台阶处的电阻值与材料的性质无关，而是由一个常数h/e2除以不同的整数，他也因此获得了1985年度的诺贝尔物理学奖。

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。

“量子自旋霍尔效应”是指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非常有序地“舞蹈”，从而使能量耗散很低。

量子霍尔效应省电的原因是量子反常霍尔效应。反常霍尔效应，与普通的霍尔效应在本质上完全不同，因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转。反常霍尔电导则是由于材料本身的自发磁化而产生，是一类新的重要物理效应。

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1879年，美国物理学家霍尔通过实验揭示了一个重要的物理现象，即当电流垂直于外磁场通过导体时，会在导体的两侧形成一个电势差，这一现象被称为霍尔效应，并产生了霍尔电势差。

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。

高二知识足够理解了,了解洛伦兹力、左手定则之后,就好理解霍尔效应了.加上相反的电压,电子就不做圆周运动了。

朱伏神量大的表现有以下几种：量子霍尔效应：朱伏神与他的同事在1983年发现了量子霍尔效应，这是一种新的量子现象，对于理解低维电子系统的行为非常重要。他们的研究成果为诺贝尔物理学奖的获得奠定了基础。朱伏神拓扑理论：朱伏神在1989年提出了拓扑理论，用于解释新奇的量子现象。

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。