Հոլլի էֆեկտի և քվանտային Հոլի էֆեկտի միջև հիմնական տարբերությունն այն է, որ Հոլի էֆեկտը հիմնականում տեղի է ունենում կիսահաղորդիչների վրա, մինչդեռ քվանտային Հոլի էֆեկտը տեղի է ունենում հիմնականում մետաղներում:
Հոլի էֆեկտը վերաբերում է էլեկտրական պոտենցիալի առաջացմանը, որն ուղղահայաց է ինչպես էլեկտրական հոսանքին, որը հոսում է հաղորդիչ նյութի երկայնքով, այնպես էլ արտաքին մագնիսական դաշտին, որը կիրառվում է հոսանքի նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ մագնիսական դաշտի կիրառման ժամանակ: Այս էֆեկտը նկատվել է 1879 թվականին Էդվին Հոլլի կողմից։ Քվանտային Հոլի էֆեկտը հայտնաբերվեց ավելի ուշ՝ որպես Հոլի էֆեկտի ածանցյալ:
Ի՞նչ է Hall Effect?
Հոլի էֆեկտը վերաբերում է լարման տարբերության առաջացմանը, որը լայնակի է էլեկտրական հոսանքի և կիրառվող մագնիսական դաշտի նկատմամբ: Այստեղ լարման տարբերությունը առաջանում է էլեկտրական հաղորդիչի վրա: Էլեկտրական հոսանքը կատարվում է այս էլեկտրական հաղորդիչով, և դրա վրա կիրառվող մագնիսական դաշտը ուղղահայաց է հոսանքին: Այս էֆեկտը հայտնաբերեց Էդվին Հոլը 1879 թվականին: Նա նաև հայտնագործեց Հոլլի գործակիցը, որը առաջացած էլեկտրական դաշտի հարաբերակցությունն է ընթացիկ խտության և կիրառվող մագնիսական դաշտի արտադրյալին: Այս գործակցի արժեքը այն նյութի բնութագիրն է, որից պատրաստված է դիրիժորը: Հետևաբար, այս գործակիցի արժեքը կախված է հոսանքը կազմող լիցքավորիչի տեսակից, թվից և հատկություններից։
Հոլի էֆեկտն առաջանում է հաղորդիչում հոսանքի բնույթից: Ընդհանուր առմամբ, էլեկտրական հոսանքը պարունակում է բազմաթիվ փոքր լիցքակիրների շարժում, ինչպիսիք են էլեկտրոնները, անցքերը, իոնները կամ բոլոր երեքը: Երբ կա մագնիսական դաշտ, այդ լիցքերը հակված են զգալու ուժ, որը կոչվում է Լորենցի ուժ: Երբ չկա նման մագնիսական դաշտ, լիցքերը հակված են հետևել մոտավորապես ուղիղ գծի տեսողության ուղին՝ կեղտերի հետ բախումների միջև։
Ավելին, երբ մագնիսական դաշտը կիրառվում է ուղղահայաց, բախումների միջև լիցքերի ուղին հակված է կորի. Այսպիսով, շարժվող լիցքերը կուտակվում են նյութի մի երեսի վրա՝ մյուս երեսին բաց թողնելով հավասար և հակառակ լիցքերը։ Այս գործընթացը հանգեցնում է լիցքի խտության ասիմետրիկ բաշխմանը Hall տարրի վրա, որն առաջանում է այն ուժից, որն ուղղահայաց է և՛ տեսողության գծին, և՛ կիրառվող մագնիսական դաշտին: Այս լիցքերի բաժանումը էլեկտրական դաշտ է ստեղծում: Սա կոչվում է Հոլի էֆեկտ:
Ի՞նչ է քվանտային դահլիճի էֆեկտը:
Քվանտային դահլիճի էֆեկտը քվանտային մեխանիկական հասկացություն է, որը տեղի է ունենում 2D էլեկտրոնային համակարգում, որը ենթարկվում է ցածր ջերմաստիճանի և ուժեղ մագնիսական դաշտի: Այստեղ «Դահլիճի հաղորդունակությունը» ենթարկվում է Հոլլի քվանտային անցումների՝ որոշակի մակարդակում քվանտացված արժեքներ ստանալու համար: Քվանտային դահլիճի էֆեկտի մաթեմատիկական արտահայտությունը հետևյալն է՝
Դահլիճի հաղորդունակություն=Iալիք/VԴահլիճ=v.e2/h
Iալիք-ը ալիքի հոսանքն է, VHall-ը Hall-ի լարումն է, e-ը տարրական լիցքն է, h-ը Պլանկի հաստատունն է և v-ն նախադրյալ է, որը կոչվում է լրացման գործակից, որը կա՛մ ամբողջ թիվ է, կա՛մ կոտորակային արժեք: Հետևաբար, մենք կարող ենք բացահայտել, որ քվանտային հոլի էֆեկտը կոտորակային քվանտային Հոլի էֆեկտի ամբողջ թիվն է՝ կախված նրանից, թե «v»-ն համապատասխանաբար ամբողջ թիվ է, թե կոտորակ:
Ամբողջ թվային քվանտային Հոլլի էֆեկտն ունի հատուկ հատկություն, այսինքն՝ քվանտացման կայունությունը, քանի որ էլեկտրոնի խտությունը տատանվում է:Այստեղ էլեկտրոնի խտությունը մնում է հաստատուն, երբ Ֆերմիի մակարդակը գտնվում է մաքուր սպեկտրային բացվածքի մեջ. Այսպիսով, այս իրավիճակը համապատասխանում է իրավիճակին, որտեղ ֆերմի մակարդակը վիճակների վերջավոր խտությամբ էներգիա է, թեև այդ վիճակները տեղայնացված են: Երբ դիտարկվում է կոտորակային քվանտային Հոլլի էֆեկտը, այն ավելի բարդ է, քանի որ դրա գոյությունը հիմնովին հիմնված է էլեկտրոն-էլեկտրոն փոխազդեցությունների վրա:
Ո՞րն է տարբերությունը Hall-ի և Quantum Hall-ի էֆեկտի միջև:
Հոլլի էֆեկտի և քվանտային Հոլի էֆեկտի միջև հիմնական տարբերությունն այն է, որ Հոլի էֆեկտը հիմնականում տեղի է ունենում կիսահաղորդիչների վրա, մինչդեռ քվանտային Հոլի էֆեկտը տեղի է ունենում հիմնականում մետաղներում: Հոլի էֆեկտի և քվանտային Հոլի էֆեկտի միջև ևս մեկ կարևոր տարբերություն այն է, որ Հոլի էֆեկտը տեղի է ունենում այնտեղ, որտեղ կա թույլ մագնիսական դաշտ և միջին ջերմաստիճան, մինչդեռ Քվանտ Հոլի էֆեկտը պահանջում է ավելի ուժեղ մագնիսական դաշտեր և շատ ավելի ցածր ջերմաստիճաններ:
Ստորև ինֆոգրաֆիկայում ամփոփված են Հոլի էֆեկտի և քվանտային Հոլի էֆեկտի միջև եղած տարբերությունները:
Ամփոփում – Hall Effect vs Quantum Hall Effect
Քվանտային Հոլի էֆեկտը ստացվել է դասական Հոլի էֆեկտից: Հոլլի էֆեկտի և քվանտային Հոլի էֆեկտի հիմնական տարբերությունն այն է, որ Հոլի էֆեկտը հիմնականում տեղի է ունենում կիսահաղորդիչների վրա, մինչդեռ քվանտային Հոլի էֆեկտը տեղի է ունենում հիմնականում մետաղների մեջ:
