整数量子霍尔效应(integerquantumHalleffect)百科中学物理

整数量子霍尔效应（integerquantumHalleffect）百科中学物理

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整数量子霍尔效应（integerquantumHalleffect）

整数量子霍尔效应(integerquantumHalleffect)

二维电子气系统在强磁和低温条件下的霍尔效应表现出明

显的量子化性质。1980年冯克利青(VonKlitzing)等人首先观测到了量子化霍尔效应。他们测量了SiMOSFET反型层中二维电子气系统中的电子在15T强磁场和低于液He温度下的霍尔电压VH，沿电流方向的电势差VP与栅压VG的关系。当磁场垂直于反型层，磁感应强度B与沿反型层流动的电流强度I保持不变时，改变栅压VG，可改变反型层中载流子密度ns。在正常的霍尔效应中应有VH1/VG(如果nsVG)，但在强磁和低温下，某些VG间隔内，VH曲线出现平台，对应于平台时的VP最小趋近于零，由此得到的霍尔电阻XY=-VH/I

是量子化的，其值为

`rho_{XY}=frac{h}{iq^2},i=1,2,3,ldots`

它只与物理常数h(普朗克常数)和q有关。霍尔电阻与整数i相联系的量子化性质称整数量子霍尔效应。在1K以下，实验还进一步观察到i为分数的霍尔平台，即分数量子化霍尔效应。在调制掺杂的GaAs-GaAlAs等异质结构中也能观测到量子化霍尔效应。