能不能用金屬來觀察量子霍爾效應,普通金屬量子霍爾效應是什麼樣的

時間 2022-07-23 01:00:07

1樓:匿名使用者

syliu(站內聯絡ta)石墨烯的特點是價帶和導帶之間沒有帶隙,所以費米能級從大於零變成小於零,對應於從電子的量子霍爾效應變成空穴的量子霍爾效應。普通二維半導體系統中導帶和價帶間有帶隙的,所以費米能級小於零時材料就成絕緣體啦,霍爾電導會趨向於零。增加費米能級先填充第一個朗道能級的擴充套件態,於是霍爾電導增加,到擴充套件態填滿了開始填充第一個朗道能級的局域態和第二個朗道能級的局域態時,就出現霍爾電導的,再增加費米能級就開始填充第二個費米能級的擴充套件態,這是霍爾電導增加普通系統中相鄰兩個霍爾電導間的距離是1

弱弱問一下,你這圖是文獻上的還是你算出來的?想參考一下田山東(站內聯絡ta)呵呵,肯定是文獻中的啊。prb 73, 田山東(站內聯絡ta)你的意思是這樣吧:

在費米能0附近有個0,因為在帶隙;然後隨著費米能增加會有一個1,再有2,再有3。。。。。相反的,費米能小於0會有對稱的圖形吧?-1,-2,-3syliu(站內聯絡ta)通常二維中的霍爾效應沒有-1,-2,-3等,因為這時費米能級在帶隙內,沒有電子態存在,原則上這時的霍爾電導為零syliu(站內聯絡ta)文獻資訊,普通二維繫統中費米能級在0位置不能看成,因為費米能級小於零時霍爾電導還是零田山東(站內聯絡ta)樓:

originally posted by syliu at 2012-03-03 14:47:55:

石墨烯的特點是價帶和導帶之間沒有帶隙,所以費米能級從大於零變成小於零,對應於從電子的量子霍爾效應變成空穴的量子霍爾效應。普通二維半導體系統中導帶和價帶間有帶隙的,所以費米能級小於零時材料就成絕緣體啦 我覺得ef<0跟ef>0是對稱的,就像石墨中那樣田山東(站內聯絡ta)這是單層石墨和雙層石墨霍爾效應,對單層石墨,在dirac點特殊性,但是對於普通二維電子氣,沒有這個特殊性,所以費米能為0的地方會出現。記得某個同學畢業**上比較過,類似的圖。

個人想法!syliu(站內聯絡ta)通常半導體二維電子系統和雙層石墨烯有所不同,通常半導體二維繫統都有帶隙,而雙重石墨烯的帶隙可以是零。對普通半導體二維繫統來說,費米能級小於零時費米能級在帶隙中,而帶隙中電子態密度為零,所以霍爾電導為零,因此沒有-1,-2等等,費米能級為零的位置不能完全理解為吧。

但對於零帶隙雙層石墨烯來說,如果費米能級小於零,則會出現空穴的量子霍爾效應,所以有-1、-2等。不過按傳統的理解,雙層石墨烯在費米能級為零位置也應是,可是實驗沒觀察到,所以這是人們感到奇怪的地方。

2樓:王白白

不能。因為金屬的載流子濃度過高,觀察量子霍爾效應必須要低的載流子濃度。

普通金屬量子霍爾效應是什麼樣的

3樓:█花仔

syliu(站內聯絡ta)石墨烯的特點是價帶和導帶之間沒有帶隙,所以費米能級從大於零變成小於零,對應於從電子的量子霍爾效應變成空穴的量子霍爾效應。普通二維半導體系統中導帶和價帶間有帶隙的,所以費米能級小於零時材料就成絕緣體啦,霍爾電導會趨向於零。增加費米能級先填充第一個朗道能級的擴充套件態,於是霍爾電導增加,到擴充套件態填滿了開始填充第一個朗道能級的局域態和第二個朗道能級的局域態時,就出現霍爾電導的平臺,再增加費米能級就開始填充第二個費米能級的擴充套件態,這是霍爾電導增加...

普通系統中相鄰兩個霍爾電導平臺間的距離是1

弱弱問一下,你這圖是文獻上的還是你算出來的?想參考一下田山東(站內聯絡ta)呵呵,肯定是文獻中的啊。prb 73, 233406田山東(站內聯絡ta)你的意思是這樣吧:

在費米能0附近有個0平臺,因為在帶隙;然後隨著費米能增加會有一個1平臺,再有2平臺,再有3平臺。。。。。相反的,費米能小於0會有對稱的圖形吧?-1,-2,-3...

syliu(站內聯絡ta)通常二維中的霍爾效應沒有-1,-2,-3等平臺,因為這時費米能級在帶隙內,沒有電子態存在,原則上這時的霍爾電導為零syliu(站內聯絡ta)謝謝文獻資訊,普通二維繫統中費米能級在0位置不能看成平臺,因為費米能級小於零時霍爾電導還是零田山東(站內聯絡ta)樓: originally posted by syliu at 2012-03-03 14:47:

55:石墨烯的特點是價帶和導帶之間沒有帶隙,所以費米能級從大於零變成小於零,對應於從電子的量子霍爾效應變成空穴的量子霍爾效應。普通二維半導體系統中導帶和價帶間有帶隙的,所以費米能級小於零時材料就成絕緣體啦 ... 我覺得ef<0跟ef>0平臺是對稱的,就像石墨中那樣田山東(站內聯絡ta)這是單層石墨和雙層石墨霍爾效應,對單層石墨,在dirac點特殊性,但是對於普通二維電子氣,沒有這個特殊性,所以費米能為0的地方會出現平臺。

記得某個同學畢業**上比較過,類似的圖。

個人想法!syliu(站內聯絡ta)通常半導體二維電子系統和雙層石墨烯有所不同,通常半導體二維繫統都有帶隙,而雙重石墨烯的帶隙可以是零。對普通半導體二維繫統來說,費米能級小於零時費米能級在帶隙中,而帶隙中電子態密度為零,所以霍爾電導為零,因此沒有-1,-2等等平臺,費米能級為零的位置不能完全理解為平臺吧。

但對於零帶隙雙層石墨烯來說,如果費米能級小於零,則會出現空穴的量子霍爾效應,所以有-1、-2等平臺。不過按傳統的理解,雙層石墨烯在費米能級為零位置也應是平臺,可是實驗沒觀察到,所以這是人們感到奇怪的地方。

如何理解量子霍爾效應

4樓:爵帝倵士

量子霍爾效應

k. von klitzing,g. dorda,m.

pepper於2023年發現,霍爾常數(強磁場中,縱向電壓和橫向電流的比值)是量子化的,rh=v/i=h/νe2,ν=1,2,3,……。這種效應稱為整數量子霍爾效應。進而,at&t的d.

tsui、h. stormer和a.gossard發現,隨著磁場增強,在v=1/3,1/5,1/7…等處,霍爾常數出現了新的臺階。

這種現象稱為分數量子霍爾效應。

r. laughlin 給出瞭解釋,他認為,由於極少量雜質的出現,整數v個朗道能級被佔據,這導致電場與電子密度的比值b/ρ為h/ev,從而導致霍爾常數出現臺階。他還指出,由於在那些分數佔有數處,電子形成了一種新的穩定流體,正是這些電子中的排斥作用導致了分數量子霍爾效應。

霍爾效應[1]是磁電效應的一種,這一現象是美國物理學家霍爾(a.h.hall,1855—1938)於2023年在研究金屬的導電機構時發現的。

當電流垂直於外磁場通過導體時,在導體的垂直於磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電勢差,這一現象便是霍爾效應。這個電勢差也被叫做霍爾電勢差。 [編輯本段]霍爾效應的原理

導體中的電荷在電場作用下沿電流方向運動,由於存在垂直於電流方向的磁場,電荷受到洛倫茲力,產生偏轉,偏轉的方向垂直於電流方向和磁場方向,而且正電荷和負電荷偏轉的方向相反,這樣就產生了電勢差。 [編輯本段]霍爾效應的發展

霍爾效應此後在測量、自動化、計算機和資訊科技等領域得到了廣泛的應用,比如測量磁場的高斯計。

在霍爾效應發現約100年後,德國物理學家克利青(klaus von klitzing, 1943-)等在研究極低溫度和強磁場中的半導體時發現了量子霍耳效應,這是當代凝聚態物理學令人驚異的進展之一,克利青為此獲得了2023年的諾貝爾物理學獎。

之後,美籍華裔物理學家崔琦(daniel chee tsui,1939- )和美國物理學家勞克林(robert b.laughlin,1950-)、施特默(horst l.st rmer,1949-)在更強磁場下研究量子霍爾效應時發現了分數量子霍爾效應,這個發現使人們對量子現象的認識更進一步,他們為此獲得了2023年的諾貝爾物理學獎。

最近,復旦校友、斯坦福教授張首晟與母校合作開展了「量子自旋霍爾效應」的研究。「量子自旋霍爾效應」最先由張首晟教授預言,之後被實驗證實。這一成果是美國《科學》雜誌評出的2023年十大科學進展之一。

如果這一效應在室溫下工作,它可能導致新的低功率的「自旋電子學」計算裝置的產生。

目前工業上應用的高精度的電壓和電流型感測器有很多就是根據霍爾效應制成的,誤差精度能達到0.1%以下

5樓:葯

量子霍爾效應,於2023年被德國科學家發現,是整個凝聚態物理領域中最重要、最基本的量子效應之一。它的應用前景非常廣泛。 量子反常霍爾效應的美妙之處是不需要任何外加磁場,在零磁場中就可以實現量子霍爾態

6樓:秒懂百科

量子霍爾效應:是整數量子霍爾效應和分數量子霍爾效應的統稱

什麼是霍爾效應

7樓:醉意撩人殤

霍爾效應是電磁效應的一種,這一現象是美國物理學家霍爾(e.h.hall,1855—1938)於2023年在研究金屬的導電機制時發現的。

當電流垂直於外磁場通過半導體時,載流子發生偏轉,垂直於電流和磁場的方向會產生一附加電場,從而在半導體的兩端產生電勢差,這一現象就是霍爾效應,這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。霍爾效應使用左手定則判斷。

擴充套件資料:

1、霍爾效應的應用:

霍爾效應在應用技術中特別重要。根據霍爾效應做成的霍爾器件,就是以磁場為工作**,將物體的運動參量轉變為數字電壓的形式輸出,使之具備感測和開關的功能。

2、整數量子霍爾效應:

量子化電導e的平方比h被觀測到,為彈道輸運(ballistic transport)這一重要概念提供了實驗支援。

3、分數量子霍爾效應:

勞夫林與j·k·珍解釋了它的起源。兩人的工作揭示了渦旋(vortex)和準粒子(quasi-particle)在凝聚態物理學中的重要性。

生物電磁效應的應用:

利用生物電磁效應,可以研究新的疾病診斷方法。如各種人體磁圖(心磁圖、腦磁圖、肺磁圖等)能提供人體的生理和病理狀態的資訊,通過異常和正常的磁圖比較,可作為診斷疾病的有效手段。

利用生物電磁效應,也可以豐富新的**方法。如電工研究所研製的誘發電位儀、微波**儀以及各種磁療裝置等。這一部分研究內容可以有力促進新型醫療裝置的開發和研製工作。

隨著各國**對生命健康和環境保護的日益重視,生命科學、生物技術和環境科學等研究領域得到蓬勃發展。與此同時,生物電磁效應的研究也越來越受到重視。集中中國科學院的整體優勢,開展生物電磁效應的研究已迫在眉睫。

中國科學院電工研究所在生物電磁效應的基礎研究方面已開展了多項工作,並且研製出多種利用生物電磁效應原理的醫療裝置。同時,電工研究所還具有各種先進的電磁場檢測裝置和各種磁體。

目前有各種永磁磁體近十臺,場值從40mt到1800mt,尺寸大小各異;有常導磁體多臺;特別是超導電工開放實驗室有多臺超導磁體,磁場最高可達14t。這一切都為進一步開展生物電磁效應研究打下了良好的基礎。

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