反常量子霍尔效应原理?
与量子霍尔效应相关的发现之所以屡获学术大奖,是因为霍尔效应在应用技术中特别重要。人类日常生活中常用的很多电子器件都来自霍尔效应,仅汽车上广泛应用的霍尔器件就包括:信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器等。
例如用在汽车开关电路上的功率霍尔电路,具有抑制电磁干扰的作用。
因为汽车的自动化程度越高,微电子电路越多,就越怕电磁干扰。
而汽车上有许多灯具和电器件在开关时会产生浪涌电流,使机械式开关触点产生电弧,产生较大的电磁干扰信号。
采用功率霍尔开关电路就可以减小这些现象。 此次中国科学家发现的量子反常霍尔效应也具有极高的应用前景。量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场,因此至今没有广泛应用于个人电脑和便携式计算机上——因为要产生所需的磁场不但价格昂贵,而且体积大概要有衣柜那么大。
而反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同,因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转,反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的。
如今中国科学家在实验上实现了零磁场中的量子霍尔效应,就有可能利用其无耗散的边缘态发展新一代的低能耗晶体管和电子学器件,从而解决电脑发热问题和摩尔定律的瓶颈问题。
这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊作用:无需高强磁场,就可以制备低能耗的高速电子器件,例如极低能耗的芯片,进而可能促成高容错的全拓扑量子计算机的诞生——这意味着个人电脑未来可能得以更新换代。
反霍尔效应是什么?
反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的,因此是一类新的重要物理效应。反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同,因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转。
反常霍尔效应,1881年,霍尔在研究磁性金属的霍尔效应时发现,即使不加外磁场也可以观测到霍尔效应,这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。
反常霍尔效应?
反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的,因此是一类新的重要物理效应。反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同,因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转。
反常霍尔效应,1881年,霍尔在研究磁性金属的霍尔效应时发现,即使不加外磁场也可以观测到霍尔效应,这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。
北京时间2013年3月15日,《科学》(Science)杂志在线发文,宣布中国科学院薛其坤院士领衔的团队在实验上首次发现“量子反常霍尔效应”。
反常霍尔效应的原理和实际应用?
反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的,因此是一类新的重要物理效应。应用:用在汽车开关电路上的功率霍尔电路,具有抑制电磁干扰的作用.
反常霍尔效应的应用?
量子反常霍尔效应的最美妙之处就在于不需要任何外加磁场,人类有可能利用其无耗散的边缘态发展新一代的低能耗晶体管和电子学器件,从而解决电脑发热问题和摩尔定律的瓶颈问题,因此,这项研究成果将会推动新一代的低能耗晶体管和电子学器件的发展,可能加速推进信息技术革命的进程。
霍尔效应和量子霍尔效应的区别?
量子反常霍尔效应和量子霍尔效应的区别:
1、定义不同
量子反常霍尔效应:量子反常霍尔效应不同于量子霍尔效应,它不依赖于强磁场而由材料本身的自发磁化产生。
量子霍尔效应:量子霍尔效应(quantum Hall effect)是量子力学版本的霍尔效应,需要在低温强磁场的极端条件下才可以被观察到,此时霍尔电阻与磁场不再呈现线性关系,而出现量子化平台。
2、意义不同
量子反常霍尔效应:量子反常霍尔效应的好处在于不需要任何外加磁场,这项研究成果将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展,可能加速推进信息技术革命进程。
量子霍尔效应:
整数量子霍尔效应:量子化电导e2/h被观测到,为弹道输运(ballistic transport)这一重要概念提供了实验支持。
分数量子霍尔效应:劳夫林与J·K·珍解释了它的起源。两人的工作揭示了涡旋(vortex)和准粒子(quasi-particle)在凝聚态物理学中的重要性。
3、发现不同
量子反常霍尔效应:2013年,由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。
量子霍尔效应:霍尔效应在1879年被E.H.霍尔发现,它定义了磁场和感应电压之间的关系。
拓扑效应?
拓扑霍尔效应指的是一种特殊的反常霍尔效应。反常霍尔效应指的是在磁性系统中没有外加磁场情况下的霍尔效应。拓扑霍尔效应的拓扑指的是斯格明子,是斯格明子导致的反常霍尔效应。
拓扑效应可能隐藏在十分普通的材料里面,等待着揭示奇异的新粒子或支持量子计算。
反常霍尔效应原理?
外加垂直磁场,可激发半导体的霍尔效应。若赋予强磁场则获得显著霍尔效应,此称反常霍尔效应。
若通过掺杂工艺调整半导体的电子能带结构,赋予超低温超导条件,产生所谓的自发磁场,可显著降低霍尔电阻而改善微电子电路的浪涌或热损弊端。
所谓的量子霍尔效应,只是一种说法。本来,只要电子载流子在运动,就必然会激发霍尔磁场中的场介质产生光量子,作为传递电磁作用力的载体,即“电磁信号交换的工质”。简言之,光量子=工质,普通霍尔效应也是如此。
如果试图利用“1个光量子”的n个态函数作为量子计算的“n个信息单元”,这是徒劳的。
理由是:某光量子的态函数是唯一确定的,虽然,可用n个特征变量(如角动量、波长、频率、矢径)异曲同工来表示“唯1个独立态”。但是,这些特征变量不存在叠加态,即,不存在“n个独立态”。
这与电子计算机用“0&1”或“断&通”的两个“独立态”作为信息单元,是截然不同的。
可这样类比。假设,潘金莲的独立态是一个光量子的态函数,潘金莲的特征变量:a基因序列、b指纹特征、c人脸标识,可以分别等效代换代表潘金莲的独立态,abc既不是三个独立态,也不存在叠加的独立态。
总之,不管清华大学专家们发明了什么量子反常霍尔元件,想改善电子计算机的电路环境,没毛病。但是想要搞量子计算机,不可能。