Дробний квантовий ефект Холла. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Дробний квантовий ефект Холла. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору

Коментарі до статті

Про ефект Холла написано багато, цей ефект інтенсивно використовується у техніці, але вчені продовжують його досліджувати. У 1980 р. німецький фізик Клаус фон Клітцунг вивчав роботу ефекту Холла за наднизьких температур. У тонкій платівці напівпровідника фон Клітцунг плавно змінював напруженість магнітного поля та виявив, що опір Холла змінюється не плавно, а стрибками. Величина стрибка не залежала від властивостей матеріалу, а була комбінацією фундаментальних фізичних констант, поділеної на постійне число. Виходило, що закони квантової механіки якимось чином змінювали природу ефекту Холла. Це було названо інтегральним квантовим ефектом Холла. За це відкриття фон Клітцунг отримав Нобелівську премію з фізики у 1985 році.

Через два роки після відкриття фон Клітцунга в лабораторії компанії Bell Telephone (та сама, в якій був відкритий транзистор) співробітники Стормер і Тсуі вивчали квантовий ефект Холла, використовуючи виключно чистий зразок арсеніду галію великого розміру, виготовлений у цій же лабораторії. Зразок мав настільки високий рівень чистоти, що електрони проходили його з кінця в кінець, не зустрічаючи перешкод. Експеримент Стормера та Тсуі проходив за набагато нижчої температури (майже абсолютний нуль) і з потужнішими магнітними полями, ніж в експерименті фон Клітцунга (у мільйон разів більше, ніж магнітне поле Землі).

На превеликий подив Стормер і Тсуі виявили стрибок у опорі Холла втричі більший, ніж у фон Клітцунга. Потім вони виявили ще більші стрибки. Виходила та сама комбінація фізичних постійних, але поділена не так на ціле, але в дробове число. Заряд електрона у фізиків вважається константою, що не ділиться на частини. На цьому експерименті хіба що брали участь частинки з дробовими зарядами. Ефект був названий дробовим квантовим ефектом Холла

Через рік після цього відкриття співробітник лабораторії Лафлін дав теоретичне пояснення ефекту. Він заявив, що комбінація наднизької температури та потужного магнітного поля змушує електрони утворювати стисливу квантову рідину. На малюнку за допомогою комп'ютерної графіки показаний потік електронів (кулі), що протикають площину. Нерівності площини являють собою розподіл заряду одного з електронів у присутності магнітного поля та заряду інших електронів.

Якщо електрон додається до квантової рідини, то утворюється деяка кількість квазічастинок з дробовим зарядом (на малюнку показано як набір стрілок у кожного електрона).

Дробний квантовий ефект Холла

У 1998 р. Хорст Стормер, Даніель Тсуї та Роберт Лафлін були удостоєні Нобелівської премії з фізики. В даний час Х. Стормер – професор фізики Колумбійського університету, Д. Тсуї – професор Прінстонського університету, Р. Лафлін – професор Стенфордського університету.

Дивіться інші статті розділу Початківцю радіоаматору.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

У світі сучасної технології звуку виробники прагнуть не тільки бездоганної якості звучання, але й поєднання функціональності з естетикою. Одним із останніх інноваційних кроків у цьому напрямку є нова бездротова акустична система Samsung Music Frame HW-LS60D, представлена на заході 2024 World of Samsung. Samsung HW-LS60D – це не просто акустична система, це мистецтво звуку у стилі рамки. Поєднання 6-динамічної системи з підтримкою Dolby Atmos та стильного дизайну у формі фоторамки робить цей продукт ідеальним доповненням до будь-якого інтер'єру. Нова колонка Samsung Music Frame оснащена сучасними технологіями, включаючи функцію адаптивного звуку, яка забезпечує чіткий діалог на будь-якому рівні гучності, а також автоматичну оптимізацію приміщення для насиченого звукового відтворення. За допомогою з'єднань Spotify, Tidal Hi-Fi і Bluetooth 5.2, а також інтеграцією з розумними помічниками, ця колонка готова задовольнити ...>>

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Програмований обчислювальний пристрій на основі ДНК 30.09.2023

Китайські вчені досягли значного прориву в галузі біологічних обчислень, створивши програмований обчислювальний пристрій, заснований на ДНК. Цей важливий крок наближає нас до створення повноцінного ДНК-комп'ютера.

Інтегральні схеми, які широко використовувалися в останні десятиліття, здебільшого являють собою електронні та фотонні схеми, що базуються на напівпровідниках. Однак використання генетичного коду для обчислень, відоме як рідкісноземельні схеми, являє собою абсолютно нову стратегію, яка може забезпечити масовий паралелізм у кодуванні та виконанні алгоритмів.

Однак біологічні молекули зазвичай дифундують і змішуються в рідинах, що ускладнює використання цієї стратегії для загальних обчислень.

Останні дослідження продемонстрували систему, що включає багатошарові програмовані вентильні матриці на основі ДНК (DPGA), здатні розв'язувати квадратні рівняння.

Дослідники з Шанхайського університету, очолювані Цзяо Тонгом, створили пристрій із трьома послідовними шарами DPGA, кожен із яких містить 30 логічних елементів і близько 500 ниток ДНК. Ці шари працюють у синхронізації для контролю випадкових взаємодій молекул.

Вчені зазначили, що використання одноланцюгових полімерів, що складаються з невеликої кількості нуклеотидів, як однорідні сигнали передачі, дозволяє інтегрувати великомасштабні інтегральні схеми з мінімальними втратами і високою точністю для загальних обчислень.

Згідно з дослідженням, цей пристрій, з аналого-цифровим перетворювачем, може бути використаний для класифікації мікроДНК, пов'язаних з різними захворюваннями.

Інші цікаві новини:

▪ Silicon Power випускає картки microSDHC 32 ГБ Class 6

▪ Альтернатива болезаспокійливим лікам

▪ Півтори години музики у мобільному телефоні

▪ Бактерії захистять фундамент від просідання

▪ Розроблено прозорий та безшумний роботизований вугор

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електрику. ПУЕ. Добірка статей

▪ стаття Амфітріон. Крилатий вислів

▪ стаття Коли люди почали користуватися лазнями? Детальна відповідь

▪ стаття Бетель. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Кодовий замок на три кнопки. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Переробка комп'ютерного блока живлення в зарядний пристрій. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт