Dallimi kryesor midis efektit Hall dhe efektit kuantik Hall është se efekti Hall shfaqet kryesisht te gjysmëpërçuesit, ndërsa efekti kuantik Hall ndodh kryesisht në metale.
Efekti Hall i referohet gjenerimit të një potenciali elektrik pingul me një rrymë elektrike që rrjedh përgjatë një materiali përcjellës dhe një fushë magnetike të jashtme të aplikuar në kënde të drejta me rrymën pas aplikimit të fushës magnetike. Ky efekt u vu re në 1879 nga Edwin Hall. Efekti kuantik Hall u zbulua më vonë, si një derivat i efektit Hall.
Çfarë është Efekti Hall?
Efekti Hall i referohet prodhimit të një ndryshimi të tensionit që është tërthor ndaj një rryme elektrike dhe ndaj një fushe magnetike të aplikuar. Këtu, diferenca e tensionit lind nëpër një përcjellës elektrik. Rryma elektrike bëhet nga ky përcjellës elektrik dhe fusha magnetike e aplikuar në të është pingul me rrymën. Ky efekt u zbulua nga Edwin Hall në 1879. Ai gjithashtu shpiku koeficientin Hall, i cili është raporti i fushës elektrike të induktuar me produktin e densitetit të rrymës dhe fushës magnetike të aplikuar. Vlera e këtij koeficienti është një karakteristikë e materialit nga i cili është bërë përcjellësi. Prandaj, vlera e këtij koeficienti varet nga lloji, numri dhe vetitë e bartësit të ngarkesës që përbëjnë rrymën.
Efekti Hall lind për shkak të natyrës së rrymës në një përcjellës. Në përgjithësi, një rrymë elektrike përmban lëvizjen e shumë bartësve të vegjël të ngarkesës si elektronet, vrimat, jonet ose të tre. Kur ka një fushë magnetike, këto ngarkesa priren të përjetojnë një forcë të quajtur forcë Lorentz. Kur nuk ka një fushë të tillë magnetike, ngarkesat priren të ndjekin afërsisht një rrugë të drejtë shikimi midis përplasjeve me papastërtitë.
Për më tepër, kur një fushë magnetike zbatohet pingul, rruga e ngarkesave ndërmjet përplasjeve priret të lakohet; Kështu, ngarkesat lëvizëse grumbullohen në njërën faqe të materialit, duke lënë ngarkesa të barabarta dhe të kundërta të ekspozuara në faqen tjetër. Ky proces rezulton në një shpërndarje asimetrike të densitetit të ngarkesës në të gjithë elementin Hall që lind nga forca që është pingul si me shtegun e vijës së shikimit ashtu edhe me fushën magnetike të aplikuar. Ndarja e këtyre ngarkesave krijon një fushë elektrike. Ky quhet efekti Hall.
Çfarë është Efekti Kuantik Hall?
Efekti Quantum Hall është një koncept mekanik kuantik që ndodh në një sistem elektronik 2D që i nënshtrohet një temperature të ulët dhe një fushe magnetike të fortë. Këtu, "përçueshmëria e sallës" i nënshtrohet tranzicioneve kuantike Hall për të marrë vlerat e kuantizuara në një nivel të caktuar. Shprehja matematikore për efektin kuantik të hallës është si më poshtë:
Përçueshmëri në sallë=Ikanal/VHall=v.e2/h
Ikanali është rryma e kanalit, VHall është voltazhi Hall, e është ngarkesa elementare, h është konstanta e Plankut dhe v është një parafaktor i quajtur faktor mbushës që është ose një vlerë numër i plotë ose një vlerë thyesore. Prandaj, ne mund të identifikojmë se efekti kuantik i hallës është numri i plotë i efektit kuantik thyesor Hall në varësi të faktit nëse "v" është një numër i plotë apo fraksion, përkatësisht.
Efekti i plotë kuantik Hall ka një veçori specifike, domethënë qëndrueshmërinë e kuantizimit ndërsa densiteti i elektronit ndryshon. Këtu, dendësia e elektroneve mbetet konstante kur niveli i Fermit është në një hendek të pastër spektral; Kështu, kjo situatë korrespondon me atë ku niveli i fermit është një energji me një densitet të kufizuar gjendjesh, megjithëse këto gjendje janë të lokalizuara. Kur merret parasysh efekti kuantik i pjesshëm Hall, ai është më i ndërlikuar sepse ekzistenca e tij mbështetet thelbësisht në ndërveprimet elektron-elektron.
Cili është ndryshimi midis Efektit Hall dhe Efektit Kuantik Hall?
Dallimi kryesor midis efektit Hall dhe efektit kuantik Hall është se efekti Hall ndodh kryesisht te gjysmëpërçuesit, ndërsa efekti kuantik Hall ndodh kryesisht në metale. Një tjetër ndryshim i rëndësishëm midis efektit Hall dhe efektit kuantik Hall është se efekti Hall ndodh aty ku ka një fushë magnetike të dobët dhe temperatura mesatare, ndërsa efekti Kuantik Hall kërkon fusha magnetike më të forta dhe temperatura shumë më të ulëta.
Infografika e mëposhtme përmbledh ndryshimet midis efektit Hall dhe efektit kuantik Hall.
Përmbledhje – Efekti Hall vs Efekt Kuantik Hall
Efekti kuantik Hall rrjedh nga efekti klasik Hall. Dallimi kryesor midis efektit Hall dhe efektit kuantik Hall është se efekti Hall ndodh kryesisht në gjysmëpërçues, ndërsa efekti kuantik Hall ndodh kryesisht në metale.
