1

L’efecte Hall quàntic

K. von Klitzing (Nobel 1985)

D.C. Tsui, H. L. Stormer, R. B. Laughlin (Nobel 1998)

Quantització de la resistència elèctrica de Hall, a baixes temperatures i dins camps magnètics intensos

K. von Klitzing, Investigación y Ciencia, Maig 1986

2

Es va descubrir el 1980 experimentant amb transistorssemiconductors (FET)

Independent de la mostra !2

ei

hR

3

Patró de resistència clàssic:

Patró de resistència Hall:

ch

e

c

e

0

2

0

2

4

12

1

4

4

Efecte Hall clàssic:

Resistència de Hall

n

BI

UR H

H

5

Qué s’observa?

Ademés, als plateaus desapareix la resistència longitudinal,igualment que a un superconductor

6

2 ei

hRH

xxR

7

Explicació: zones prohibides a l’estructura de bandes electròniques dins un B

8

Ajust de les ocupacions amb el BBandes de Landau

9

Una altra imatge:

10

Requisits de l’EHQ:* Gas d’electrons bidimensional* Camp B intens* densitat apropiada* Baixes T

11

EHQ amb transistors semiconductors d’efecte camp

12

Paper de les impuritats:

estats localitzatsestats extesos

B1 B2 >B1

13

Variació del nivell de Fermi:

plateau de RH constantsense dissipació

RH variabledissipació

14

dispositiu experimental:

15

També l’efecte Hall fraccionari !2

en

hRH

16

Teoríes de la ‘partícula composta’ i de la càrrega fraccionària

magnetic flux quantum e

h

20