其中h为普朗克常数,e为电子电量,i称为填充因子,它由电子密度和磁通密度决定。
如图2中,下边带峰的曲线表示纵向欧姆电阻,当霍尔电阻处于某一平台值时,所对应的纵向电阻等于零,这是量子霍尔效应的重要特征. 式( 2) 中,由于填充因子i 是量子化的,所以该效应称为量子霍尔效应; 又因i 取整数,故又称之为整数量子霍尔效应( IQHE)
IQHE 的每一个量子平台,所对应的量子霍尔电阻都严格等于h/e²除以正整数,且极稳定,精确度可达10 - 9量级. 因此,自1990 年起量子霍尔电阻国际被确定为电阻标准。
2。3 分数量子霍尔效应来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*
在冯·克利青发现整数量子霍尔效应两年之后的1982年,美籍华裔物理学家崔琦和德裔物理学家施特默等人在更低的温度0。1K和更强的磁场20T的条件下,对具有高迁移率的更纯净的二维电子气系统样品的测量中,他们惊奇地发现量子霍尔效应平台不仅i 为整数时被观察到,而且也出现在i为一些奇分母的分数1 /3、2 /5 的情况下,如图3 所示由于i 可取分数,所以此类量子霍尔效应称为分数量子霍尔效应( FQHE)。其关系式如 式(3)。图3 中,虚对角线表示经典霍尔电阻,台阶形的实线代表实验结果,箭头所指的纵坐标值是引起台阶的磁场强度,带峰的曲线表示纵向电阻。