Différence entre l'effet Hall et l'effet de la salle quantique

Rayan Garcia

Le différence clé entre l'effet de la salle et l'effet de la salle quantique est que le L'effet du hall se produit principalement sur les semi-conducteurs, tandis que l'effet de salle quantique se déroule principalement dans les métaux.

L'effet Hall fait référence à la génération d'un potentiel électrique perpendiculaire à la fois à un courant électrique qui coule le long d'un matériau conducteur et d'un champ magnétique externe appliqué à angle droit au courant lors de l'application du champ magnétique. Cet effet a été observé en 1879 par Edwin Hall. L'effet de la salle quantique a été découvert plus tard, comme dérivation de l'effet de la salle.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que l'effet Hall
3. Qu'est-ce que l'effet Hall Quantum
4. Comparaison côte à côte - Effet du hall vs Effet de la salle quantique sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que l'effet Hall?

L'effet Hall fait référence à la production d'une différence de tension transversale à un courant électrique et à un champ magnétique appliqué. Ici, la différence de tension se produit à travers un conducteur électrique. Le courant électrique est fabriqué par ce conducteur électrique et le champ magnétique qui lui est appliqué est perpendiculaire au courant. Cet effet a été découvert par Edwin Hall en 1879. Il a également inventé le coefficient de salle, qui est le rapport du champ électrique induit au produit de la densité actuelle et du champ magnétique appliqué. La valeur de ce coefficient est une caractéristique du matériau à partir duquel le conducteur est fabriqué. Par conséquent, la valeur de ce coefficient dépend du type, du nombre et des propriétés du transporteur de charge qui constituent le courant.

L'effet Hall surgit en raison de la nature du courant dans un conducteur. Généralement, un courant électrique contient le mouvement de nombreux petits porteurs de charge tels que les électrons, les trous, les ions ou les trois. Lorsqu'il y a un champ magnétique, ces charges ont tendance à ressentir une force appelée Lorentz Force. Lorsqu'il n'y a pas un tel champ magnétique, les charges ont tendance à suivre environ une ligne de vue droite entre les collisions avec des impuretés.

De plus, lorsqu'un champ magnétique est appliqué perpendiculairement, le chemin des charges entre les collisions a tendance à se courber; Ainsi, les charges mobiles s'accumulent sur une face du matériau, laissant des charges égales et opposées exposées sur l'autre face. Ce processus se traduit par une répartition asymétrique de la densité de charge à travers l'élément Hall qui provient de la force perpendiculaire à la fois à la ligne de vue de la ligne de vue et au champ magnétique appliqué. La séparation de ces charges établit un champ électrique. C'est ce qu'on appelle l'effet Hall.

Qu'est-ce que l'effet Hall Quantum?

L'effet de la salle quantique est un concept mécanique quantique qui se produit dans un système électronique 2D soumis à une température à basse température et à un champ magnétique fort. Ici, la «conductance de la salle» subit des transitions de hall quantum pour prendre les valeurs quantifiées à un certain niveau. L'expression mathématique de l'effet de la salle quantique est la suivante:

Conductance du hall = i_canaliser/ V_Entrée = V.e²/ h

je_canaliser est le courant du canal, v_Entrée La tension du hall, E est la charge élémentaire, H est constante de la planche et V est un préfacteur appelé facteur de remplissage qui est soit une valeur entière ou une valeur fractionnaire. Par conséquent, nous pouvons identifier que l'effet de la salle quantique est l'intégralité de l'effet de salle quantique fractionnaire selon que le «V» est un entier ou une fraction, respectivement.

L'effet Hall quantum entier a une caractéristique spécifique, c'est-à-dire que la persistance de la quantification à mesure que la densité électronique varie. Ici, la densité électronique reste constante lorsque le niveau de Fermi est dans un espace spectral propre; Ainsi, cette situation correspond à celle où le niveau de Fermi est une énergie avec une densité finie d'états, bien que ces états soient localisés. Lorsque l'on considère l'effet fractionnaire de la salle quantique, il est plus compliqué car son existence repose fondamentalement sur les interactions électron-électron.

Quelle est la différence entre l'effet Hall et l'effet de salle quantique?

La principale différence entre l'effet de la salle et l'effet de la salle quantique est que l'effet de la salle se produit principalement sur les semi-conducteurs, tandis que l'effet de salle quantique se déroule principalement dans les métaux. Une autre différence importante entre l'effet de la salle et l'effet quantique est que l'effet de la salle se produit lorsqu'il y a un champ magnétique faible et des températures moyennes tandis que l'effet de salle quantique nécessite des champs magnétiques plus forts et des températures beaucoup plus basses.

L'infographie ci-dessous résume les différences entre l'effet Hall et l'effet de la salle quantique.

Résumé - Effet de la salle vs Effet de la salle quantique

L'effet de la salle quantique est dérivé de l'effet de la salle classique. La principale différence entre l'effet de la salle et l'effet de la salle quantique est que l'effet de la salle se produit principalement sur les semi-conducteurs, tandis que l'effet de salle quantique se déroule principalement dans les métaux.