Die sleutelverskil tussen Hall-effek en quantum Hall-effek is dat die Hall-effek hoofsaaklik op halfgeleiers voorkom, terwyl die quantum Hall-effek hoofsaaklik in metale plaasvind.
Haal-effek verwys na die opwekking van 'n elektriese potensiaal loodreg op beide 'n elektriese stroom wat langs 'n geleidende materiaal vloei en 'n eksterne magneetveld wat reghoekig met die stroom toegepas word wanneer die magneetveld toegedien word. Hierdie effek is in 1879 deur Edwin Hall waargeneem. Die kwantum Hall-effek is later ontdek, as 'n afleiding van die Hall-effek.
Wat is Hall Effect?
Haal-effek verwys na die produksie van 'n spanningsverskil wat dwars op 'n elektriese stroom en op 'n toegepaste magnetiese veld is. Hier ontstaan die spanningsverskil oor 'n elektriese geleier. Die elektriese stroom word deur hierdie elektriese geleier gemaak en die magnetiese veld wat daarop toegepas word, is loodreg op die stroom. Hierdie effek is deur Edwin Hall in 1879 ontdek. Hy het ook die Hall-koëffisiënt uitgevind, wat die verhouding is van die geïnduseerde elektriese veld tot die produk van die stroomdigtheid en toegepaste magnetiese veld. Die waarde van hierdie koëffisiënt is 'n kenmerk van die materiaal waaruit die geleier gemaak is. Daarom hang die waarde van hierdie koëffisiënt af van die tipe, aantal en eienskappe van die ladingdraer wat die stroom uitmaak.
Haal-effek ontstaan as gevolg van die aard van die stroom in 'n geleier. Oor die algemeen bevat 'n elektriese stroom die beweging van baie klein ladingdraers soos elektrone, gate, ione of al drie van hulle. Wanneer daar 'n magnetiese veld is, is hierdie ladings geneig om 'n krag te ervaar wat Lorentz-krag genoem word. Wanneer daar nie so 'n magnetiese veld is nie, is die ladings geneig om ongeveer 'n reguit siglynpad te volg tussen botsings met onsuiwerhede.
Verder, wanneer 'n magneetveld loodreg aangewend word, is die pad van die ladings tussen botsings geneig om te krom; dus versamel bewegende ladings op die een kant van die materiaal, wat gelyke en teenoorgestelde ladings op die ander vlak laat. Hierdie proses lei tot 'n asimmetriese verspreiding van ladingdigtheid oor die Hall-element wat ontstaan uit die krag wat loodreg is op beide die siglynpad en die toegepaste magnetiese veld. Die skeiding van hierdie ladings vestig 'n elektriese veld. Dit word die Hall-effek genoem.
Wat is Quantum Hall Effect?
Quantum Hall-effek is 'n kwantummeganiese konsep wat voorkom in 'n 2D-elektronstelsel wat aan 'n lae temperatuur en 'n sterk magnetiese veld onderwerp word. Hier ondergaan die "Hall conductance" kwantum Hall oorgange om die gekwantiseerde waardes op 'n sekere vlak aan te neem. Die wiskundige uitdrukking vir kwantumsaal-effek is soos volg:
Saalgeleiding=Ikanaal/VSaal=v.e2/h
Ikanaal is die kanaalstroom, VHall is die Hall-spanning, e is die elementêre lading, h is Plank se konstante en v is 'n prefaktor wat die vulfaktor genoem word wat óf 'n heelgetalwaarde óf 'n breukwaarde is. Daarom kan ons identifiseer dat die kwantumhal-effek die heelgetal van fraksionele kwantum Hall-effek is, afhangende van of "v" 'n heelgetal of breuk onderskeidelik is.
Die heelgetalkwantum Hall-effek het 'n spesifieke kenmerk, dit wil sê die volharding van die kwantisering soos die elektrondigtheid wissel. Hier bly die elektrondigtheid konstant wanneer die Fermi-vlak in 'n skoon spektrale gaping is; dus, hierdie situasie stem ooreen met een waar die fermi-vlak 'n energie is met 'n eindige digtheid van toestande, alhoewel hierdie toestande gelokaliseer is. Wanneer die fraksionele kwantum Hall-effek oorweeg word, is dit meer ingewikkeld omdat die bestaan daarvan fundamenteel staatmaak op die elektron-elektron-interaksies.
Wat is die verskil tussen Hall Effect en Quantum Hall Effect?
Die sleutelverskil tussen Hall-effek en quantum Hall-effek is dat die Hall-effek hoofsaaklik op halfgeleiers voorkom, terwyl die quantum Hall-effek hoofsaaklik in metale plaasvind. Nog 'n belangrike verskil tussen Hall-effek en quantum Hall-effek is dat Hall-effek plaasvind waar daar 'n swak magnetiese veld en medium temperature is terwyl Quantum Hall-effek sterker magnetiese velde en baie laer temperature vereis.
Infografika hieronder som die verskille tussen Hall-effek en kwantum Hall-effek op.
Opsomming – Hall Effect vs Quantum Hall Effect
Die kwantum Hall-effek is afgelei van die klassieke Hall-effek. Die sleutelverskil tussen Hall-effek en quantum Hall-effek is dat die Hall-effek hoofsaaklik op halfgeleiers voorkom, terwyl die quantum Hall-effek hoofsaaklik in metale plaasvind.
