Квантовый эффект Холла

Квантовый эффект Холла (или цилочислений квантовый эффект Холла) являются по сути квантово-механической версии классического эффекта Холла, который наблюдается в двухмерных системах электронного газа в случае низких температур и сильных магнитных полей, в которых холивська электрическая проводимость ? принимает дискретные значения:



где e есть элементарный заряд электрона, а h – постоянная Планка. В "обычном" квантовом эффекте Холла, известном как цилочислений квантовый эффект Холла, величина ? принимает только цилочислени значение (? = 1, 2, 3, …). Однако существует также и дробный эффект Холла, в котором величина ? принимает дробные значения (? = 2 / 7, 1 / 3, 2 / 5, 3 / 5, 5 / 2, …)
Целочисленной квантования холивськои проводимости было впервые теоретически предсказано Андо, Матсумото и Уемура в 1975 году на основе приближенных вычислений. Несколько исследователей в то время наблюдали необычный характер проводимости инверсионных слоев электронов / дырок на поверхности раздела "диэлектрик – полупроводник" в специально изготовленных для этих целей МДП-транзисторах. Однако только в 1980 году Клаус фон Клитцинг сделал непредсказуемое экспериментальное открытие, которое заключалось в квантовании холивськои проводимости. В 1985 году Клаус фон Клитцинг была присуждена Нобелевская премия в области физики за это открытие. Элементарную теорию цилочисленого эффекта Холла разработал Роберт Лафлин. Если цилочислений эффект наблюдался на поверхности кремния, то дробный вариант эффекта наблюдался в дальнейшем в инверсионных слоях гетероструктур на основе арсенида галлия.
В 1982 году Даниэль Цуи (Daniel Tsui) и Хорст Штьормер (Horst Stormer) заметили, что "плато" в Холловському сопротивлении наблюдается не только при целых значениях величины ?, но и при сильных магнитных полях дробное – ? = 1 / 3. В дальнейших экспериментах были найдены другие дробные значения 2 / 5, 3 / 7 … В 1998 году Цуи, Штьормер и Лафлин получили Нобелевскую премию в области физики за открытие и теоретическое объяснение этого явления.
Открытие квантового эффекта Холла породило своеобразную "демонологию" поиска т.н. "Квази-монополей" (магнитных и эклектичное) в рамках целочисленной эффекта и "Квази-кварков" в рамках дробового эффекта.
Не менее интересной также была "демонология" квантовых явлений при высоких температурах на поверхности раздела диэлектрик-полупроводник, наблюдавшейся в низкочастотных спектроскопических исследования стандартных МДП-транзисторов. В рамках данного направления был получен ряд резонансов, связанных с "волновым сопротивлением вакуум" и "виртуальными атомоподибнимы структурами" …