Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng Hall effect at quantum Hall effect ay ang Hall effect ay pangunahing nangyayari sa mga semiconductor, samantalang ang quantum Hall effect ay nagaganap pangunahin sa mga metal.
Ang Hall effect ay tumutukoy sa pagbuo ng isang electric potential na patayo sa isang electric current na dumadaloy kasama ang conducting material at isang external magnetic field na inilapat sa tamang mga anggulo sa current kapag inilapat ang magnetic field. Ang epektong ito ay naobserbahan noong 1879 ni Edwin Hall. Ang quantum Hall effect ay natuklasan sa ibang pagkakataon, bilang isang derivation ng Hall effect.
Ano ang Hall Effect?
Ang Hall effect ay tumutukoy sa paggawa ng pagkakaiba ng boltahe na nakahalang sa isang electric current at sa isang inilapat na magnetic field. Dito, lumilitaw ang pagkakaiba ng boltahe sa isang de-koryenteng konduktor. Ang electric current ay ginawa ng electrical conductor na ito at ang magnetic field na inilapat dito ay patayo sa kasalukuyang. Ang epektong ito ay natuklasan ni Edwin Hall noong 1879. Siya rin ang nag-imbento ng Hall coefficient, na siyang ratio ng sapilitan na electric field sa produkto ng kasalukuyang density at inilapat na magnetic field. Ang halaga ng koepisyent na ito ay isang katangian ng materyal kung saan ginawa ang konduktor. Samakatuwid, ang halaga ng coefficient na ito ay depende sa uri, numero at mga katangian ng carrier ng pagsingil na bumubuo sa kasalukuyang.
Hall effect ay lumitaw dahil sa likas na katangian ng kasalukuyang sa isang konduktor. Sa pangkalahatan, ang isang electric current ay naglalaman ng paggalaw ng maraming maliliit na charge carrier tulad ng mga electron, hole, ions o lahat ng tatlo sa kanila. Kapag mayroong magnetic field, ang mga singil na ito ay may posibilidad na makaranas ng puwersa na tinatawag na Lorentz force. Kapag walang ganoong magnetic field, ang mga singil ay may posibilidad na sumunod sa humigit-kumulang isang tuwid na linya ng paningin sa pagitan ng mga banggaan na may mga impurities.
Higit pa rito, kapag ang isang magnetic field ay inilapat nang patayo, ang landas ng mga singil sa pagitan ng mga banggaan ay may posibilidad na kurbado; kaya, ang mga gumagalaw na singil ay naiipon sa isang mukha ng materyal, na nag-iiwan sa magkapareho at magkasalungat na mga singil na nakalantad sa kabilang mukha. Ang prosesong ito ay nagreresulta sa isang asymmetric distribution ng charge density sa kabuuan ng Hall element na nagmumula sa puwersa na patayo sa parehong line of sight path at ang inilapat na magnetic field. Ang paghihiwalay ng mga singil na ito ay nagtatatag ng isang electric field. Ito ay tinatawag na Hall effect.
Ano ang Quantum Hall Effect?
Ang Quantum Hall effect ay isang quantum mechanical concept na nangyayari sa isang 2D electron system na napapailalim sa mababang temperatura at malakas na magnetic field. Dito, ang "Hall conductance" ay sumasailalim sa quantum Hall transitions upang kunin ang mga quantized na halaga sa isang partikular na antas. Ang mathematical expression para sa quantum hall effect ay ang mga sumusunod:
Hall conductance=Ichannel/VHall=v.e2/h
Ang
Ichannel ay ang kasalukuyang channel, ang VHall ay ang boltahe ng Hall, ang e ay ang elementary charge, ang h ay ang pare-pareho ng Plank at v ay isang prefactor na tinatawag na filling factor na maaaring isang integer value o isang fractional value. Samakatuwid, matutukoy namin na ang quantum hall effect ay ang integer ng fractional quantum Hall effect depende sa kung ang “v” ay isang integer o fraction, ayon sa pagkakabanggit.
Ang integer quantum Hall effect ay may partikular na tampok, iyon ay, ang pagtitiyaga ng quantization habang nag-iiba ang density ng elektron. Dito, ang density ng elektron ay nananatiling pare-pareho kapag ang antas ng Fermi ay nasa isang malinis na parang multo na puwang; kaya, ang sitwasyong ito ay tumutugma sa isa kung saan ang antas ng fermi ay isang enerhiya na may isang may hangganang density ng mga estado, kahit na ang mga estado na ito ay naisalokal. Kung isasaalang-alang ang fractional quantum Hall effect, ito ay mas kumplikado dahil ang pagkakaroon nito ay nakasalalay sa panimula sa mga pakikipag-ugnayan ng electron-electron.
Ano ang Pagkakaiba sa pagitan ng Hall Effect at Quantum Hall Effect?
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng Hall effect at quantum Hall effect ay ang Hall effect ay pangunahing nangyayari sa mga semiconductors, samantalang ang quantum Hall effect ay nangyayari pangunahin sa mga metal. Ang isa pang mahalagang pagkakaiba sa pagitan ng Hall effect at quantum Hall effect ay ang Hall effect ay nangyayari kung saan may mahinang magnetic field at katamtamang temperatura habang ang Quantum Hall effect ay nangangailangan ng mas malakas na magnetic field at mas mababang temperatura.
Sa ibaba ng infographic ay nagbubuod ng mga pagkakaiba sa pagitan ng Hall effect at quantum Hall effect.
Buod – Hall Effect vs Quantum Hall Effect
Ang quantum Hall effect ay hinango mula sa classical Hall effect. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng Hall effect at quantum Hall effect ay ang Hall effect ay pangunahing nangyayari sa mga semiconductor, samantalang ang quantum Hall effect ay nangyayari pangunahin sa mga metal.
