https://enciklopedija.cc/index.php?action=history&feed=atom&title=Kvantni_Hallov_u%C4%8Dinak Kvantni Hallov učinak - Povijest promjena 2026-09-03T17:31:13Z Povijest promjena ove stranice na wikiju MediaWiki 1.42.3 https://enciklopedija.cc/index.php?title=Kvantni_Hallov_u%C4%8Dinak&diff=368238&oldid=prev WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica 2021-12-08T12:01:49Z <p>Bot: Automatski unos stranica</p> <p><b>Nova stranica</b></p><div>&lt;!--&#039;&#039;&#039;Kvantni Hallov učinak&#039;&#039;&#039;--&gt;[[datoteka:Hall effect.png|mini|300px|desno|Pojašnjenje [[Hallov učinak|Hallovog učinka]]: na crtežu &#039;&#039;&#039;A&#039;&#039;&#039; Hallova sonda na gornjoj strani ima negativan [[električni naboj]] (simboliziran plavom bojom) i pozitivan naboj na dnu (crvena boja). Na crtežima &#039;&#039;&#039;B&#039;&#039;&#039; i &#039;&#039;&#039;C&#039;&#039;&#039; [[električno polje|električno]] i [[magnetsko polje]] su obrnuto, tako da je [[polarizacija]] naboja obrnuta. Na crtežu &#039;&#039;&#039;D&#039;&#039;&#039; oba su polja obrnuta, tako da je opet ista polarizacija kao u crtežu &#039;&#039;&#039;A&#039;&#039;&#039;. Legenda: 1. [[elektron]]i, 2. Hallova sonda, 3. [[magnet]], 4. [[magnetsko polje]], 5. [[izvor električne struje]].]]<br /> <br /> [[datoteka:Halleffekt und Stromlinien.svg|mini|300px|desno|[[Hallov učinak]] i [[silnice]] [[električna struja|električne struje]] kod tankog [[električni vodič|električnog vodiča]].]]<br /> <br /> &#039;&#039;&#039;Kvantni Hallov učinak&#039;&#039;&#039; ili &#039;&#039;&#039;kvantni Hallov efekt&#039;&#039;&#039; je odstupanje Hallova otpora od linearne ovisnosti o jakosti magnetskoga polja pri Hallovu učinku u ekstremnim uvjetima. Uočio ga je K. von Klitzing 1980. Pojavljuje se pri [[magnetska indukcija|magnetskoj indukciji]] većoj od 10 [[tesla|T]], temperaturi manjoj od 1 [[kelvin|K]] i ograničenosti gibanja elektronskoga plina na dvije dimenzije, to jest onemogućenosti gibanja elektrona u smjeru magnetskoga polja. Za mjerenje kvantnoga Hallova učinka nužni su poluvodiči koji omogućuju smještanje slobodnih elektrona u vrlo tank sloj paralelan s površinom uzorka. Diskretne vrijednosti Hallova otpora (Hallovi platoi) koje se opažaju u tim uvjetima ne ovise o materijalu uzorka i mogu se izraziti preko temeljnih prirodnih konstanti: <br /> <br /> :&lt;math&gt; R_H = \frac{q \cdot h}{e^2} &lt;/math&gt;<br /> <br /> gdje je: &#039;&#039;q&#039;&#039; - [[racionalni broj]], &#039;&#039;h&#039;&#039; - [[Planckova konstanta]], &#039;&#039;e&#039;&#039; - [[elementarni električni naboj]].<br /> <br /> [[Klaus von Klitzing]] je dobio [[Nobelova nagrada za fiziku|Nobelovu nagradu za fiziku]] (1985.) za otkriće kvantnoga Hallova učinka (Klitzingov učinak ili efekt). To je učinak analogan [[Hallov učinak|Hallovu učinku]], ali na niskim temperaturama manjim od 1 [[kelvin|K]] i jakosti magnetskog polja oko 10 [[tesla|T]], na primjer u kanalima [[tranzistor]]a s učinkom polja metalno-oksidno-poluvodičkoga sastava ([[MOSFET]]). U tim je uvjetima Hallov [[električni otpor]] (&#039;&#039;R&lt;sub&gt;H&lt;/sub&gt;&#039;&#039;) [[kvant]]iziran:<br /> <br /> :&lt;math&gt; R_H = \frac{h}{n \cdot e^2} &lt;/math&gt;<br /> <br /> gdje je &#039;&#039;n&#039;&#039; = 1, 2, 3, … Tako na primjer za &#039;&#039;n&#039;&#039; = 1 iznosi &#039;&#039;R&lt;sub&gt;H&lt;/sub&gt;&#039;&#039; = 25 813 [[Om|Ω]].<br /> <br /> == Hallov učinak ==<br /> {{Glavni|Hallov učinak}}<br /> <br /> &#039;&#039;&#039;Hallov učinak&#039;&#039;&#039; ili &#039;&#039;&#039;Hallov efekt&#039;&#039;&#039; (po [[Edwin Herbert Hall|E. H. Hallu]] koji ga je uočio 1879.) je pojava u tankoj [[metal]]noj ili [[poluvodič]]koj pločici kojom teče [[Gustoća električne struje|električna struja gustoće]] &#039;&#039;J&lt;sub&gt;x&lt;/sub&gt;&#039;&#039;, pod djelovanjem okomitoga [[magnetsko polje|magnetskoga polja]] [[Magnetska indukcija|indukcije]] &#039;&#039;B&lt;sub&gt;z&lt;/sub&gt;&#039;&#039;, stvaranja [[Transverzalni val|transverzalnoga]] [[električno polje|električnoga polja]] jakosti: <br /> <br /> :&lt;math&gt; \mathbf{E_y} = R_H \cdot \mathbf{J_x} \cdot \mathbf{B_z} &lt;/math&gt;<br /> <br /> (&#039;&#039;R&lt;sub&gt;H&lt;/sub&gt;&#039;&#039; je Hallova konstanta ili Hallov otpor) i poprečnoga [[električni napon|električnoga napona]]. Električna struja, magnetsko polje i električno polje međusobno su okomiti i, ako tvore desni [[koordinatni sustav]], Hallov učinak je normalan (konstanta &#039;&#039;R&lt;sub&gt;H&lt;/sub&gt;&#039;&#039; je negativna). U obratnom slučaju (konstanta &#039;&#039;R&lt;sub&gt;H&lt;/sub&gt;&#039;&#039; je pozitivna) učinak je anomalan. Hallov je učinak jači za [[poluvodič]]e, a slabiji za [[električni vodič|električne vodiče]]. Objašnjenje anomalnoga Hallova učinka bila je jedna od najvećih teškoća klasične [[elektromagnet]]ske teorije. Protumačila ga je tek [[kvantna teorija]] čvrstih tijela. <br /> <br /> === Hallov pretvarač ili Hallov generator ===<br /> &#039;&#039;&#039;Hallov pretvarač&#039;&#039;&#039; ili &#039;&#039;&#039;Hallov generator&#039;&#039;&#039; izveden je na temelju Hallova učinka, a primjenjuje se u mjernoj i računalnoj tehnici: za mjerenje jakosti magnetskoga polja reda 10&lt;sup&gt;–5&lt;/sup&gt; A/m do reda 10&lt;sup&gt;5&lt;/sup&gt; A/m, za pretvorbu neelektričnih veličina u električne, analizu spektra električnih i magnetskih signala, mjerenje razlike faza, istraživanje magnetskih tokova, pretvorbu signala i slično. &lt;ref&gt; &#039;&#039;&#039;Hallov efekt&#039;&#039;&#039;, [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=58277] &quot;Hrvatska enciklopedija&quot;, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2019. &lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Izvori ==<br /> {{izvori}}<br /> <br /> [[Kategorija:Fizika čvrstog stanja]]<br /> [[Kategorija:Kvantna mehanika]]<br /> [[Kategorija:Elektromagnetizam]]<br /> [[Kategorija:Elektronika]]</div> WikiSysop