ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอฟเฟกต์ฮอลล์และเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์คือเอฟเฟกต์ฮอลล์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่เซมิคอนดักเตอร์ในขณะที่เอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์เกิดขึ้นที่โลหะเป็นหลัก
เอฟเฟกต์ฮอลล์หมายถึงการสร้างศักย์ไฟฟ้าที่ตั้งฉากกับทั้งกระแสไฟฟ้าที่ไหลไปตามวัสดุนำไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กภายนอกที่ทำมุมฉากกับกระแสเมื่อใช้สนามแม่เหล็ก ผลกระทบนี้สังเกตได้ในปี 1879 โดย Edwin Hall เอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์ถูกค้นพบในภายหลังโดยเป็นผลมาจากเอฟเฟกต์ฮอลล์
ฮอลล์เอฟเฟกต์คืออะไร
เอฟเฟกต์ฮอลล์หมายถึงการสร้างความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าที่ขวางกับกระแสไฟฟ้าและไปยังสนามแม่เหล็กที่ใช้ ที่นี่ ความต่างศักย์เกิดขึ้นที่ตัวนำไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยตัวนำไฟฟ้านี้และสนามแม่เหล็กที่ใช้กับกระแสไฟฟ้าจะตั้งฉากกับกระแส ผลกระทบนี้ถูกค้นพบโดย Edwin Hall ในปี 1879 นอกจากนี้เขายังได้คิดค้นสัมประสิทธิ์ Hall ซึ่งเป็นอัตราส่วนของสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำให้เกิดผลคูณของความหนาแน่นกระแสและสนามแม่เหล็กที่ใช้ ค่าสัมประสิทธิ์นี้เป็นลักษณะของวัสดุที่ใช้ทำตัวนำ ดังนั้นค่าของสัมประสิทธิ์นี้จึงขึ้นอยู่กับชนิด จำนวน และคุณสมบัติของตัวขนส่งที่เป็นกระแส
ฮอลล์เอฟเฟกต์เกิดขึ้นเนื่องจากธรรมชาติของกระแสในตัวนำ โดยทั่วไป กระแสไฟฟ้าประกอบด้วยการเคลื่อนที่ของตัวพาประจุขนาดเล็กจำนวนมาก เช่น อิเล็กตรอน รู ไอออน หรือทั้งสามตัว เมื่อมีสนามแม่เหล็ก ประจุเหล่านี้มักจะสัมผัสกับแรงที่เรียกว่าแรงลอเรนซ์ เมื่อไม่มีสนามแม่เหล็กดังกล่าว ประจุมักจะเคลื่อนไปตามเส้นทางสายตาโดยประมาณระหว่างการชนกับสิ่งเจือปน
นอกจากนี้ เมื่อใช้สนามแม่เหล็กในแนวตั้งฉาก เส้นทางของประจุระหว่างการชนมักจะโค้ง ดังนั้น ประจุที่เคลื่อนที่จะสะสมอยู่ที่ด้านหนึ่งของวัสดุ โดยปล่อยให้ประจุที่เท่ากันและตรงข้ามปรากฏบนอีกด้านหนึ่ง กระบวนการนี้ส่งผลให้เกิดการกระจายแบบอสมมาตรของความหนาแน่นประจุทั่วองค์ประกอบ Hall ที่เกิดจากแรงที่ตั้งฉากกับเส้นของเส้นทางการมองเห็นและสนามแม่เหล็กที่ใช้ การแยกประจุเหล่านี้ทำให้เกิดสนามไฟฟ้า สิ่งนี้เรียกว่าเอฟเฟกต์ฮอลล์
ควอนตัมฮอลล์เอฟเฟคคืออะไร
เอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์เป็นแนวคิดเชิงกลควอนตัมที่เกิดขึ้นในระบบอิเล็กตรอน 2 มิติภายใต้อุณหภูมิต่ำและสนามแม่เหล็กแรงสูง ที่นี่ "ความนำไฟฟ้าของห้องโถง" ผ่านการเปลี่ยนแปลงของห้องโถงควอนตัมเพื่อรับค่าเชิงปริมาณในระดับหนึ่ง นิพจน์ทางคณิตศาสตร์สำหรับเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์มีดังนี้:
สื่อนำฮอลล์=Ichannel/VHall=v.e2/h
Ichannel คือกระแสไฟของช่อง VHall คือแรงดันฮอลล์ e คือประจุเบื้องต้น h คือค่าคงที่ของ Plank และ v เป็นปัจจัยก่อนที่เรียกว่าตัวประกอบการเติมที่เป็นค่าจำนวนเต็มหรือค่าเศษส่วน ดังนั้นเราจึงสามารถระบุได้ว่าเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์เป็นจำนวนเต็มของเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์เศษส่วนขึ้นอยู่กับว่า "v" เป็นจำนวนเต็มหรือเศษส่วนตามลำดับ
ผลควอนตัมฮอลล์จำนวนเต็มมีลักษณะเฉพาะ นั่นคือ ความคงอยู่ของการหาปริมาณเนื่องจากความหนาแน่นของอิเล็กตรอนแตกต่างกันไปที่นี่ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจะคงที่เมื่อระดับ Fermi อยู่ในช่องว่างสเปกตรัมที่สะอาด ดังนั้น สถานการณ์นี้สอดคล้องกับระดับเฟอร์มีเป็นพลังงานที่มีความหนาแน่นจำกัดของรัฐ แม้ว่าสถานะเหล่านี้จะมีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์แบบเศษส่วน จะซับซ้อนกว่าเพราะการมีอยู่ของมันอาศัยปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอนโดยพื้นฐาน
ความแตกต่างระหว่าง Hall Effect และ Quantum Hall Effect คืออะไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอฟเฟกต์ฮอลล์และเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์คือเอฟเฟกต์ฮอลล์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่เซมิคอนดักเตอร์ในขณะที่เอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์เกิดขึ้นที่โลหะเป็นหลัก ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่างเอฟเฟกต์ฮอลล์และเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์คือเอฟเฟกต์ฮอลล์เกิดขึ้นเมื่อมีสนามแม่เหล็กอ่อนและมีอุณหภูมิปานกลางในขณะที่เอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์ต้องการสนามแม่เหล็กที่แรงกว่าและอุณหภูมิที่ต่ำกว่ามาก
ด้านล่างอินโฟกราฟิกสรุปความแตกต่างระหว่างเอฟเฟกต์ฮอลล์และเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์
Summary – Hall Effect vs Quantum Hall Effect
เอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์มาจากเอฟเฟกต์ฮอลล์คลาสสิก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอฟเฟกต์ฮอลล์และเอฟเฟกต์ฮอลล์ควอนตัมคือเอฟเฟกต์ฮอลล์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่เซมิคอนดักเตอร์ในขณะที่เอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์เกิดขึ้นที่โลหะเป็นหลัก
