Perbezaan utama antara kesan Hall dan kesan Hall kuantum ialah kesan Hall terutamanya berlaku pada semikonduktor, manakala kesan Hall kuantum berlaku terutamanya dalam logam.
Kesan dewan merujuk kepada penjanaan potensi elektrik yang berserenjang dengan kedua-dua arus elektrik yang mengalir di sepanjang bahan pengalir dan medan magnet luar yang digunakan pada sudut tepat kepada arus apabila penggunaan medan magnet. Kesan ini diperhatikan pada tahun 1879 oleh Edwin Hall. Kesan Dewan kuantum ditemui kemudian, sebagai terbitan daripada kesan Dewan.
Apakah itu Hall Effect?
Kesan dewan merujuk kepada penghasilan perbezaan voltan yang melintang kepada arus elektrik dan kepada medan magnet yang digunakan. Di sini, perbezaan voltan timbul merentasi konduktor elektrik. Arus elektrik dibuat oleh konduktor elektrik ini dan medan magnet yang dikenakan padanya adalah berserenjang dengan arus. Kesan ini ditemui oleh Edwin Hall pada tahun 1879. Beliau juga mencipta pekali Hall, iaitu nisbah medan elektrik teraruh kepada hasil ketumpatan arus dan medan magnet yang digunakan. Nilai pekali ini adalah ciri bahan dari mana konduktor dibuat. Oleh itu, nilai pekali ini bergantung pada jenis, nombor dan sifat pembawa cas yang membentuk arus.
Kesan dewan timbul kerana sifat arus dalam konduktor. Secara amnya, arus elektrik mengandungi pergerakan banyak pembawa cas kecil seperti elektron, lubang, ion atau ketiga-tiganya. Apabila terdapat medan magnet, cas ini cenderung mengalami daya yang dipanggil daya Lorentz. Apabila tiada medan magnet sedemikian, cas cenderung mengikut kira-kira garis lurus laluan penglihatan antara perlanggaran dengan bendasing.
Tambahan pula, apabila medan magnet digunakan secara berserenjang, laluan cas antara perlanggaran cenderung melengkung; oleh itu, cas bergerak terkumpul pada satu muka bahan, meninggalkan cas yang sama dan bertentangan terdedah pada muka yang satu lagi. Proses ini menghasilkan taburan ketumpatan cas yang tidak simetri merentasi elemen Hall yang timbul daripada daya yang berserenjang dengan kedua-dua laluan garis penglihatan dan medan magnet yang digunakan. Pemisahan cas ini mewujudkan medan elektrik. Ini dipanggil kesan Hall.
Apakah Kesan Dewan Kuantum?
Kesan Dewan Kuantum ialah konsep mekanikal kuantum yang berlaku dalam sistem elektron 2D yang tertakluk kepada suhu rendah dan medan magnet yang kuat. Di sini, "Konduktans Dewan" menjalani peralihan Dewan kuantum untuk mengambil nilai terkuantisasi pada tahap tertentu. Ungkapan matematik untuk kesan dewan kuantum adalah seperti berikut:
Konduktans dewan=Isaluran/VDewan=v.e2/j
Isaluran ialah arus saluran, VDewan ialah voltan Hall, e ialah cas asas, h ialah pemalar Plank dan v ialah prefactor yang dipanggil faktor pengisian yang sama ada nilai integer atau nilai pecahan. Oleh itu, kita boleh mengenal pasti bahawa kesan dewan kuantum ialah integer bagi kesan Dewan kuantum pecahan bergantung pada sama ada "v" ialah integer atau pecahan, masing-masing.
Kesan Hall kuantum integer mempunyai ciri khusus, iaitu, kegigihan kuantum kerana ketumpatan elektron berbeza-beza. Di sini, ketumpatan elektron kekal malar apabila aras Fermi berada dalam jurang spektrum yang bersih; oleh itu, keadaan ini sepadan dengan tahap fermi adalah tenaga dengan ketumpatan keadaan terhingga, walaupun keadaan ini disetempat. Apabila mempertimbangkan kesan Hall kuantum pecahan, ia adalah lebih rumit kerana kewujudannya bergantung pada asasnya pada interaksi elektron-elektron.
Apakah Perbezaan Antara Kesan Dewan dan Kesan Dewan Kuantum?
Perbezaan utama antara kesan Hall dan kesan Hall kuantum ialah kesan Hall terutamanya berlaku pada semikonduktor, manakala kesan Hall kuantum berlaku terutamanya dalam logam. Satu lagi perbezaan penting antara kesan Hall dan kesan Hall kuantum ialah kesan Hall berlaku apabila terdapat medan magnet yang lemah dan suhu sederhana manakala kesan Hall Quantum memerlukan medan magnet yang lebih kuat dan suhu yang jauh lebih rendah.
Di bawah maklumat grafik meringkaskan perbezaan antara kesan Hall dan kesan Hall kuantum.
Ringkasan – Kesan Dewan lwn Kesan Dewan Kuantum
Kesan Dewan kuantum diperoleh daripada kesan Hall klasik. Perbezaan utama antara kesan Hall dan kesan Hall kuantum ialah kesan Hall terutamanya berlaku pada semikonduktor, manakala kesan Hall kuantum berlaku terutamanya dalam logam.
