霍尔效应

霍尔效应实验的误差分析：霍尔效应实验是一个受系统误差影响较大的实验，特别是在霍尔效应产生的同时，伴随产生的其他效应引起的附加电场对实验影响较大。本文简单介绍该实验的原理和实验误差的来源，使用0rigin6．o软件处理实验数据，分析附加电场对霍尔电压和电流线性关系的影响，以及对霍尔系数测量值的影响。结果表明：附加电场的存在不会影响所测霍尔电压和电流U—j，的线性关系，但对霍尔系数的测量有较大影响。简介霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转所产生的。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累，从而形成附加的横向电场。半导体试样，若在方向通以电流，在方向（垂直纸面向外）加磁场，则在方向即试样、电极两侧就开始积累异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移的。当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡。

霍尔效应实验的误差分析：霍尔效应实验是一个受系统误差影响较大的实验，特别是在霍尔效应产生的同时，伴随产生的其他效应引起的附加电场对实验影响较大。本文简单介绍该实验的原理和实验误差的来源，使用0rigin6．o软件处理实验数据，分析附加电场对霍尔电压和电流线性关系的影响，以及对霍尔系数测量值的影响。结果表明：附加电场的存在不会影响所测霍尔电压和电流U—j，的线性关系，但对霍尔系数的测量有较大影响。简介霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转所产生的。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累，从而形成附加的横向电场。半导体试样，若在方向通以电流，在方向（垂直纸面向外）加磁场，则在方向即试样、电极两侧就开始积累异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移的。当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡。

霍尔效应实验的误差分析：霍尔效应实验是一个受系统误差影响较大的实验，特别是在霍尔效应产生的同时，伴随产生的其他效应引起的附加电场对实验影响较大。本文简单介绍该实验的原理和实验误差的来源，使用0rigin6．o软件处理实验数据，分析附加电场对霍尔电压和电流线性关系的影响，以及对霍尔系数测量值的影响。结果表明：附加电场的存在不会影响所测霍尔电压和电流U—j，的线性关系，但对霍尔系数的测量有较大影响。霍尔效应简介是电磁效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（E.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应使用左手定则判断。

求出U：I为斜率K1，K1=灵敏度乘以B。用斜率除以磁通量，B=CIm

一、实验名称： 霍尔效应原理及其应用二、实验目的：1、了解霍尔效应产生原理；2、测量霍尔元件的 、 曲线，了解霍尔电压 与霍尔元件工作电流 、直螺线管的励磁电流 间的关系；3、学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法，测量长直螺旋管轴向磁感应强度 及分布；4、学习用对称交换测量法（异号法）消除负效应产生的系统误差。三、仪器用具：YX-04型霍尔效应实验仪（仪器资产编号）四、实验原理：1、霍尔效应现象及物理解释霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力 作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。对于图1所示。半导体样品，若在x方向通以电流 ，在z方向加磁场 ，则在y方向即样品A、A′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的电场 ，电场的指向取决于样品的导电类型。显然，当载流子所受的横向电场力 时电荷不断聚积，电场不断加强，直到 样品两侧电荷的积累就达到平衡，即样品A、A′间形成了稳定的电势差（霍尔电压） 。为霍尔元件灵敏度。根据RH可进一步确定以下参数。（1）由 的符号（霍尔电压的正负）判断样品的导电类型。判别的方法是按图1所示的 和 的方向（即测量中的＋ ，＋ ），若测得的 ＜0（即A′的电位低于A的电位），则样品属N型，反之为P型。（2）由 求载流子浓度 ，即 。应该指出，这个关系式是假定所有载流子都具有相同的漂移速度得到的。严格一点，考虑载流子的速度统计分布，需引入 的修正因子（可参阅黄昆、谢希德著《半导体物理学》）。（3）结合电导率的测量，求载流子的迁移率 。电导率 与载流子浓度 以及迁移率 之间有如下关系：2、霍尔效应中的副效应及其消除方法上述推导是从理想情况出发的，实际情况要复杂得多。产生上述霍尔效应的同时还伴随产生四种副效应，使 的测量产生系统误差，如图2所示。（1）厄廷好森效应引起的电势差 。由于电子实际上并非以同一速度v沿y轴负向运动，速度大的电子回转半径大，能较快地到达接点3的侧面，从而导致3侧面较4侧面集中较多能量高的电子，结果3、4侧面出现温差，产生温差电动势 。可以证明 。 的正负与 和 的方向有关。（2）能斯特效应引起的电势差 。焊点1、2间接触电阻可能不同，通电发热程度不同，故1、2两点间温度可能不同，于是引起热扩散电流。与霍尔效应类似，该热扩散电流也会在3、4点间形成电势差 。若只考虑接触电阻的差异，则 的方向仅与磁场 的方向有关。（3）里纪-勒杜克效应产生的电势差 。上述热扩散电流的载流子由于速度不同，根据厄廷好森效应同样的理由，又会在3、4点间形成温差电动势 。 的正负仅与 的方向有关，而与 的方向无关。（4）不等电势效应引起的电势差 。由于制造上的困难及材料的不均匀性，3、4两点实际上不可能在同一等势面上，只要有电流沿x方向流过，即使没有磁场 ，3、4两点间也会出现电势差 。 的正负只与电流 的方向有关，而与 的方向无关。综上所述，在确定的磁场 和电流 下，实际测出的电压是霍尔效应电压与副效应产生的附加电压的代数和。可以通过对称测量方法，即改变 和磁场 的方向加以消除和减小副效应的影响。在规定了电流 和磁场 正、反方向后，可以测量出由下列四组不同方向的 和 组合的电压。通过上述测量方法，虽然不能消除所有的副效应，但 较小，引入的误差不大，可以忽略不计，3、直螺线管中的磁场分布1、以上分析可知，将通电的霍尔元件放置在磁场中，已知霍尔元件灵敏度 ，测量出 和 ，就可以计算出所处磁场的磁感应强度 。2、直螺旋管离中点 处的轴向磁感应强度理论公式：式中， 是磁介质的磁导率， 为螺旋管的匝数， 为通过螺旋管的电流， 为螺旋管的长度， 是螺旋管的内径， 为离螺旋管中点的距离。X=0时，螺旋管中点的磁感应强度

霍尔效应实验报告包含：实验目的、实验仪器设备、实验的基本构思和原理、实验数据记录及处理、实验结论、注意事项等。1、目的与要求：（1）了解霍尔效应测量磁场的原理和方法；（2） 观察磁电效应现象；（3） 学会用霍尔元件测量磁场及元件参数的基本方法。2、仪器与装置：霍尔效应实验仪；3、原理：根据霍尔效应，测量磁感应强度原理，利用提供的仪器测试所给模型测量面上的一维（上下方向）磁分布。扩展资料内容及步骤：1、仪器调整：（1）按图连接、检查线路，并调节样品支架，使霍尔片位于磁场中间；（2）逆时针将、调节旋钮旋至最小；　（3）分别将输出、输出接至实验仪中、换向开关；（4）用导线将、输入短接，通过调零旋钮将、显示调零；（5）选择、向上关闭为、的正方向。2、 测量内容：（1）测绘曲线：保持不变，按要求调节，分别测出不同下的四个值，将数据记录在表格中；（2）测绘曲线：保持不变，测出不同下四个值；（3）测VAC：取，在零磁场下（）测，则VAC=10；（4）确定样品导电类型：选、为正向，根据所测得的的符号,判断样品的导电类型。

不太理解你说的作图法什么意思，不过霍尔系数确实与霍尔板的形状和接触孔的位置和形状有关系，并且是固定的关系（在形状确定的情况下）

公式求出。霍尔系数RH的公式：Rh＝UdIB，U为霍尔电压，单位mv，d为霍尔元件厚度，单位为μm，为工作电流，单位为mA，B为磁场强度，单位为T。公式求出。霍尔效应是指当固体导体放置在一个磁场内，且有电流通过时，导体内的电荷载子受到洛伦兹力而偏向一边，继而产生电压霍尔电压的现象。

大学物理实验霍尔效应的BX图大致是在中心区域基本上是一条直线，磁感应强度相同。在管口区域磁感应强度急剧下降，一半在管口的磁感应强度只有中心区域的一半左右。具体如图。

霍尔效应实验的误差分析：霍尔效应实验是一个受系统误差影响较大的实验，特别是在霍尔效应产生的同时，伴随产生的其他效应引起的附加电场对实验影响较大。本文简单介绍该实验的原理和实验误差的来源，使用0rigin6．o软件处理实验数据，分析附加电场对霍尔电压和电流线性关系的影响，以及对霍尔系数测量值的影响。结果表明：附加电场的存在不会影响所测霍尔电压和电流U—j，的线性关系，但对霍尔系数的测量有较大影响。简介霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转所产生的。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累，从而形成附加的横向电场。半导体试样，若在方向通以电流，在方向（垂直纸面向外）加磁场，则在方向即试样、电极两侧就开始积累异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移的。当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡。

霍尔效应实验的误差分析：霍尔效应实验是一个受系统误差影响较大的实验，特别是在霍尔效应产生的同时，伴随产生的其他效应引起的附加电场对实验影响较大。本文简单介绍该实验的原理和实验误差的来源，使用0rigin6．o软件处理实验数据，分析附加电场对霍尔电压和电流线性关系的影响，以及对霍尔系数测量值的影响。结果表明：附加电场的存在不会影响所测霍尔电压和电流U—j，的线性关系，但对霍尔系数的测量有较大影响。霍尔效应是电磁效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（E.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应使用左手定则判断。

1T=10kGS，u0得单位就是B/NI的单位。

B：外磁场，标准单位（SI）是：特斯拉，符号：T。Uh：霍尔电压，标准单位（知SI）是：伏特，符号：V；d：霍尔样品沿着磁场的尺寸，标准单位（SI）是：米，符号：m；Is：通过霍尔样品的电流，标准单位（SI）是：安培，符号：A；霍尔效应是一种磁敏效应，一般在半导体薄片的长度X方向上施加磁感应强度为B的磁场，则在宽度Y方向上会产生电动势UH，这种现象即称为霍尔效应。扩展资料：霍尔效应在应用技术中特别重要。已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有：在分电器上作信号传感器、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、各种开关，等等。例如汽车点火系统，设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器，用作点火脉冲发生器。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压，控制电控单元（ECU）的初级电流。相对于机械断电器而言，霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护，能够适应恶劣的工作环境，还能精确地控制点火正时，能够较大幅度提高发动机的性能，具有明显的优势。

1、接通电源，打开电脑。2、调整仪器，放置准备好的样品。3、抽真空。4、设置参数。5、加液氮至所需温度条件。6、测量，读取结果，保存。7、断开电源，关闭电脑。8、待样品冷却至常温在大气压下取样。霍尔效应实验是指为了解霍尔效应测量磁场原理而进行的实验。目的与要求：1． 了解霍尔效应测量磁场的原理和方法；2． 观察磁电效应现象；3． 学会用霍尔元件测量磁场及元件参数的基本方法。仪器与装置：霍尔效应实验仪霍尔效应霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转所产生的。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累，从而形成附加的横向电场。如图5.1-1所示的半导体试样，若在方向通以电流，在方向（垂直纸面向外）加磁场，则在方向即试样、电极两侧就开始积累异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。

实验表明：霍尔电压 与霍尔元件工作电流 、直螺线管的励磁电流 间成线性的关系。长直螺旋管轴向磁感应强度： 理论值比较误差为: E=5.3%十、问题讨论（或思考题）：

求出U：I为斜率K1，K1=灵敏度乘以B。用斜率除以磁通量，B=CIm

假设导体为一个长方体，长度分别为a、b、d，磁场垂直ab平面。电流经过ad，电流I = nqv(ad)，n为电荷密度。设霍尔电压为VH，导体沿霍尔电压方向的电场为VH / a。设磁场强度为B。 洛伦兹力 F=qE+qvB/c(Gauss 单位制) 电荷在横向受力为零时不再发生。

什么目的、原理自己抄实验手册吧，以下是思考题答案第一题1.有励磁电流通过螺线管，即有待测B2.样品置于B中3.样品有恒定电流通过。在样品纵向就有霍尔电压产生，用导线输出测量电压，从而可以计算处螺线管的磁场。霍尔电压的方向和样品，磁场B，样品上的电流方向有关，样品分为P型和N型，分别是空穴载流子，和电子载流子，根据洛仑兹力公式可以判断霍尔电压方向。 第二题1）厄廷好森（Etinghausen）效应引起的电势差UE。由于电子实际上并非以同一速度v沿y轴负向运动，速度大的电子回转半径大，能较快地到达接点3的侧面，从而导致3侧面较4侧面集中较多能量高的电子，结果3、4侧面出现温差，产生温差电动势UE。可以证明UE∝IB。容易理解UE的正负与I和B的方向有关。 （2）能斯特（Nernst）效应引起的电势差UN。焊点1、2间接触电阻可能不同，通电发热程度不同，故1、2两点间温度可能不同，于是引起热扩散电流。与霍耳效应类似，该热扩散电流也会在3、4点间形成电势差UN。若只考虑接触电阻的差异，则UN的方向仅与B的方向有关。 （3）里纪-勒杜克（Righi-Leduc）效应产生的电势差UR。上述热扩散电流的载流子由于速度不同，根据厄廷好森效应同样的理由，又会在3、4点间形成温差电动势UR。UR的正负仅与B的方向有关，而与I的方向无关。 （4）不等电势效应引起的电势差U0。由于制造上的困难及材料的不均匀性，3、4两点实际上不可能在同一条等势线上。因而只要有电流，即使没有磁场B，3、4两点间也会出现电势差U0。U0的正负只与电流I的方向有关，而与B的方向无关。 综上所述，在确定的磁场B和电流IS下，实际测出的电压是霍耳效应电压与副效应产生的附加电压的代数和。人们可以通过对称测量方法，即改变IS和磁场B的方向加以消除和减小副效应的影响。在规定了电流IS和磁场B正、反方向后，可以测量出由下列四组不同方向的IS和B组合的电压。即： ＋B，＋IS：U1＝ UH＋UE＋UN＋UR＋U0 ＋B，－IS：U2＝－UH－UH＋UN－UR－U0 －B，－IS：U3＝ UH＋UE－UN－UR－U0 －B，＋IS：U4＝－UH－UE－UN＋UR＋U0 然后求U1，U2，U3，U4的代数平均值得： UH＝1／4（U1－U2＋U3－U4）－UE 通过上述测量方法，虽然不能消除所有的副效应，但考虑到UE较小，引入的误差不大，可以忽略不计，因此霍耳效应电压UH可近似为 UH＝1／4（U1－U2＋U3－U4）（19－6）不知道是不是同一个版本的书，你看看吧

1、 当霍尔电压保持恒定，改变励磁电流时，测量得到的霍尔电压随励磁电流的增加而增加，通过作图发现二者之间也满足线性关系。 2、 当励磁电流保持恒定，改变霍尔电流时，测量得到的霍尔电压随霍尔电流的增加而增加，通过作图发现二者之间满足线性关系。

将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(日的方向沿z轴方向)，当沿y方向的电极A.4"上施加电流1时，薄片内定向移动的 载流子(没平均速率为u)受到洛伦兹力的作用。无论载流子是负电荷还是正电荷，均在洛伦兹力的作用下，我流子发生偏称，产生电面积累，从而在蒲片B，B，两侧产生一个电位差，形成一个电场E，电场使载流子又受到一个与洛伦益力方向相反的电场力，达到稳定状态时，两力相等。此时两侧的电压称为霍尔电压。1)载流子浓度m.e 1,B Rye 2)载流予迁移率 μ=R，σ迁移率(mobditv)暑指单位电场强度下所产生的载流子平均漂移速度。它的单位是厘米*/(伏·秒)即cm*/V s。3)电导率的测量 0= V。bd IgL (1)判断半导体的类型P型半导体 N型半导体 (2)测量磁场霍耳电压 U = R d L.BV

实验目的:1、 了解霍尔现象的基本原理2、 学习用霍尔元件测磁场的基本方法3、 熟悉霍尔元件的一些特性实验仪器:霍尔效应测试仪、直流稳流电源（两路）、毫伏电压表(万用表直流毫伏档)、实验原理：1879，美国物理学家霍尔　 在长方形薄金属板两边接一个灵敏电流计，如图中所示．沿长轴方向通上电流I，若在长方形法线方向加以磁场，这时灵敏电流计立即发生偏转．这个现象称为“霍尔效应”，而且这个电位差UH与电流I及磁感应强度B成正比，与薄板的厚度d成反比． UH= RHu2022(I×B)÷d霍尔效应中的几个物理量关系公式：洛仑兹力： F = qvB静电力： F = qE= qUH / b（霍尔片的宽度）霍尔片中的工作电流：P410 I =nqvbd n：载流子浓度 bd：横截面积(lh)　　　　　　　　　　　 v：载流子移动速度霍尔电压： KH＝1／nqd （霍尔系数） 实验步骤:1、熟悉仪器的使用：2、注意保护霍尔元件： 霍尔片工作电流不容许超过10mA!3、注意正确操作开关防止触电、电火花伤人4、验证霍尔现象：测量霍尔电流、电压以及电磁铁电流，分析他们之间的关系

霍尔效应实验报告包含：实验目的、实验仪器设备、实验的基本构思和原理、实验数据记录及处理、实验结论、注意事项等。1、目的与要求：（1）了解霍尔效应测量磁场的原理和方法；（2） 观察磁电效应现象；（3） 学会用霍尔元件测量磁场及元件参数的基本方法。2、仪器与装置：霍尔效应实验仪；3、原理：根据霍尔效应，测量磁感应强度原理，利用提供的仪器测试所给模型测量面上的一维（上下方向）磁分布。扩展资料内容及步骤：1、仪器调整：（1）按图连接、检查线路，并调节样品支架，使霍尔片位于磁场中间；（2）逆时针将、调节旋钮旋至最小；　（3）分别将输出、输出接至实验仪中、换向开关；（4）用导线将、输入短接，通过调零旋钮将、显示调零；（5）选择、向上关闭为、的正方向。2、 测量内容：（1）测绘曲线：保持不变，按要求调节，分别测出不同下的四个值，将数据记录在表格中；（2）测绘曲线：保持不变，测出不同下四个值；（3）测VAC：取，在零磁场下（）测，则VAC=10；（4）确定样品导电类型：选、为正向，根据所测得的的符号,判断样品的导电类型。

我觉得可能是3ds max做的，不太像是openGL的，或者其它编程语言调用绘图模块做的，说不好

量子霍尔效应K.VonKlitzing，G.Dorda，M.Pepper于1979年发现，霍尔常数（强磁场中，纵向电压和横向电流的比值）是量子化的，RH＝V/I＝h/νe2，ν＝1，2，3，……。这种效应称为整数量子霍尔效应。进而,AT&T的D.Tsui、H互阀皋合薤骨鸽摊龚揩.Stormer和A.Gossard发现，随着磁场增强，在v＝1/3,1/5,1/7…等处，霍尔常数出现了新的台阶。这种现象称为分数量子霍尔效应。R.Laughlin给出了解释，他认为，由于极少量杂质的出现，整数v个朗道能级被占据，这导致电场与电子密度的比值B/ρ为h/ev，从而导致霍尔常数出现台阶。他还指出，由于在那些分数占有数处，电子形成了一种新的稳定流体，正是这些电子中的排斥作用导致了分数量子霍尔效应。

霍尔效应测磁场,只能测出垂直于电流方向的磁场.所以,必须保证电流方向与磁场方向垂直,否则测出的磁场只是垂直于电流方向的分量,测量值偏小.霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电流(Iv)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)。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。

在霍尔效应发现约100年后，德国物理学家克利青(Klaus von Klitzing, 1943-)等在研究极低温度和强磁场中的半导体时发现了量子霍尔效应，这是当代凝聚态物理学令人惊异的进展之一，克利青为此获得了1985年的诺贝尔物理学奖。 之后，美籍华裔物理学家崔琦(Daniel Chee Tsui,1939- )和美国物理学家劳克林(Robert B.Laughlin，1950-)、施特默(Horst L. St rmer，1949-)在更强磁场下研究量子霍尔效应时发现了分数量子霍尔效应，这个发现使人们对量子现象的认识更进一步，他们为此获得了1998年的诺贝尔物理学奖。如今，复旦校友、斯坦福教授张首晟与母校合作开展了“量子自旋霍尔效应”的研究。“量子自旋霍尔效应”最先由张首晟教授预言，之后被实验证实。这一成果是美国《科学》杂志评出的2007年十大科学进展之一。如果这一效应在室温下工作，它可能导致新的低功率的“自旋电子学”计算设备的产生。 工业上应用的高精度的电压和电流型传感器有很多就是根据霍尔效应制成的，误差精度能达到0.1%以下由清华大学薛其坤院士领衔，清华大学、中科院物理所和斯坦福大学研究人员联合组成的团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破，他们从实验中首次观测到量子反常霍尔效应，这是中国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象，也是物理学领域基础研究的一项重要科学发现。

1、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：劳赫林与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。2、热霍尔效应：垂直磁场的导体会有温度差。3、Corbino效应：垂直磁场的薄圆碟会产生一个圆周方向的电流。4、自旋霍尔效应。5、量子反常霍尔效应。扩展资料本质：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。参考资料来源：百度百科——霍尔效应

将一导电板放在垂至于他的磁场中，当有电流通过时，在导电板的a、a"两侧会产生一个电势差uaa"，这就是霍尔效应。利用左手定则，可以判断载流子（q>0，正电荷）所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向上，即运动向上；载流子（q<0，负电荷）所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向下，即运动向下。扩展资料：霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电流(Iv)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)。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。

在凝聚态物理领域，量子霍尔效应研究是一个非常重要的研究方向。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。在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。自1988年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何进展。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。美国《科学》杂志于2013年3月14日在线发表这一研究成果。量子霍尔效应研究已三获诺贝尔奖在凝聚态物理的研究中，量子霍尔效应占据着极其重要的地位，此前在这方面的重要工作包括——整数量子霍尔效应（1980年发现，1985年诺贝尔物理奖）；分数量子霍尔效应（1982年发现，1998年诺贝尔物理奖）；石墨烯中的半整数量子霍尔效应（2005年发现，2010年诺贝尔物理奖）；量子化自旋霍尔效应（2007年发现，2010年欧洲物理奖，2012年美国物理学会巴克利奖）。量子反常霍尔效应是在此领域的又一个重大进展，有可能是量子霍尔效应家族的最后一个重要成员。

1、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：劳赫林与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。2、热霍尔效应：垂直磁场的导体会有温度差。3、Corbino效应：垂直磁场的薄圆碟会产生一个圆周方向的电流。4、自旋霍尔效应。5、量子反常霍尔效应。扩展资料本质：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。参考资料来源：百度百科——霍尔效应

在半导体上外加与电流方向垂直的磁场，会使得半导体中的电子与空穴受到不同方向的洛伦兹力而在不同方向上聚集，在聚集起来的电子与空穴之间会产生电场。电场力与洛伦兹力产生平衡之后，不再聚集，此时电场将会使后来的电子和空穴受到电场力的作用而平衡掉磁场对其产生的洛伦兹力，使得后来的电子和空穴能顺利通过不会偏移，这个现象称为霍尔效应。而产生的内建电压称为霍尔电压。扩展资料：一、发现霍尔效应在1879年被物理学家霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，这种效应和传统的电磁感应完全不同。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的作用力，从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。虽然这个效应多年前就已经被人们知道并理解，但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用，直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。根据设计和配置的不同，霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器，广泛应用于电力系统中。二、本质固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。参考资料来源：百度百科－霍尔效应

将一导电板放在垂至于他的磁场中，当有电流通过时，在导电板的a、a"两侧会产生一个电势差uaa"，这就是霍尔效应。利用左手定则，可以判断载流子（q>0，正电荷）所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向上，即运动向上；载流子（q<0，负电荷）所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向下，即运动向下。扩展资料：霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电流(Iv)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)。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。

1、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：劳赫林与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。2、热霍尔效应：垂直磁场的导体会有温度差。3、Corbino效应：垂直磁场的薄圆碟会产生一个圆周方向的电流。4、自旋霍尔效应。5、量子反常霍尔效应。扩展资料本质：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。参考资料来源：百度百科——霍尔效应

1、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：劳赫林与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。2、热霍尔效应：垂直磁场的导体会有温度差。3、Corbino效应：垂直磁场的薄圆碟会产生一个圆周方向的电流。4、自旋霍尔效应。5、量子反常霍尔效应。扩展资料本质：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。参考资料来源：百度百科——霍尔效应

1、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：劳赫林与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。2、热霍尔效应：垂直磁场的导体会有温度差。3、Corbino效应：垂直磁场的薄圆碟会产生一个圆周方向的电流。4、自旋霍尔效应。5、量子反常霍尔效应。扩展资料本质：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。参考资料来源：百度百科——霍尔效应

自1988年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何进展。2006年, 美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应，并于2008年指出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。2010年，我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作，提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。这个方案引起了国际学术界的广泛关注。德国、美国、日本等有多个世界一流的研究组沿着这个思路在实验上寻找量子反常霍尔效应，但一直没有取得突破。 中国科学家领衔的团队首次在实验上发现量子反常霍尔效应。这一发现或将对信息技术进步产生重大影响。在美国物理学家霍尔1880年发现反常霍尔效应133年后，终于实现了反常霍尔效应的量子化的观察，这一发现是相关领域的重大突破，也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。由于人们有可能利用量子霍尔效应发展新一代低能耗晶体管和电子学器件，这将克服电脑的发热和能量耗散问题，从而有可能推动信息技术的进步。然而，普通量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场，因此应用起来将非常昂贵和困难。但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。 美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年，德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。 由清华大学薛其坤院士领衔，清华大学、中科院物理所和斯坦福大学研究人员联合组成的团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破，他们从实验中首次观测到量子反常霍尔效应，这是中国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象，也是物理学领域基础研究的一项重要科学发现。

自1988年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何进展。2006年, 美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应，并于2008年指出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。2010年，我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作，提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。这个方案引起了国际学术界的广泛关注。德国、美国、日本等有多个世界一流的研究组沿着这个思路在实验上寻找量子反常霍尔效应，但一直没有取得突破。 中国科学家领衔的团队首次在实验上发现量子反常霍尔效应。这一发现或将对信息技术进步产生重大影响。在美国物理学家霍尔1880年发现反常霍尔效应133年后，终于实现了反常霍尔效应的量子化的观察，这一发现是相关领域的重大突破，也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。由于人们有可能利用量子霍尔效应发展新一代低能耗晶体管和电子学器件，这将克服电脑的发热和能量耗散问题，从而有可能推动信息技术的进步。然而，普通量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场，因此应用起来将非常昂贵和困难。但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。 美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年，德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。 由清华大学薛其坤院士领衔，清华大学、中科院物理所和斯坦福大学研究人员联合组成的团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破，他们从实验中首次观测到量子反常霍尔效应，这是中国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象，也是物理学领域基础研究的一项重要科学发现。

我们首先来看下什么是量子霍尔效应： 量子霍尔效应，于1980年被德国科学家发现，是整个凝聚态物理领域中重要、最基本的量子效应之一。它的应用前景非常广泛。 在一个通有电流的导体中，如果施加一个垂直于电流方向的磁场，由于洛伦兹力的作用，电子的运动轨迹将产生偏转，从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压，这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。产生的横向电压被称为霍尔电压，霍尔电压与施加的电流之比则被称为霍尔电阻。由于洛伦兹力的大小与磁场成正比，所以霍尔电阻也与磁场成线性变化关系。 1880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，因此是一类新的重要物理效应。 举例说明：我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则，让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。“这就好比一辆高级跑车，常态下是在拥挤的农贸市场上前进，而在量子霍尔效应下，则可以在‘各行其道、互不干扰"的高速路上前进。” 然而，量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，“相当于外加10个计算机大的磁铁，这不但体积庞大，而且价格昂贵，不适合个人电脑和便携式计算机。”而量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场，在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。 评论：现在看明白了吧，量子霍耳效应和反常霍尔效应针对的是磁场对晶体管这类电子元件产生的热研究出来的解决办法，就是给电子的无规则运动轨迹套上个笼头，这个笼头就是外加磁场或者自身磁场，前者的优点是解决起来方便，但是不能小型化实用化，可以专用。后者是自己产生磁场，不需要外加磁场，缺点是自身磁材料贵，目前来说也没有进入高温化、实用化，但前景可人！！！来看超导： 人们把处实现超导的过程于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。BCS理论认为：晶格的振动，称为声子(Phonon)，使自旋和动量都相反的两个电子组成动量为零的库珀对，称为电声子交互作用，所以根据量子力学中物质波的理论，库珀对的波长很长以至于其可以绕过晶格缺陷杂质流动从而无阻碍地形成电流。巴丁、库珀、施里弗因此获得1972年的诺贝尔物理学奖。 不过，BCS理论并无法成功的解释所谓第二类超导，或高温超导的现象。本质区别： 固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。其实霍尔效应就是把路给电子让出来，让后面的电子在比较空旷的空间里面前进，不和其它电子碰撞从而损失能量产生热；而超导是材料在低温的时候电子库伯对的波粒二象性的波动性使得电子对的流动绕过晶格障碍，本质上来说一个是使得电子在导体里面集中从而使得后面电子无障碍无碰撞，后者是低温的时候绕过障碍，不产生电阻。最后来说，霍尔效应有电阻不产生热量或者热量少，超导是没有电阻了

理论计算得到的磁性拓扑绝缘体多层膜的能带结构和相应的霍尔电导。“量子反常霍尔效应”是多年来该领域的一个非常困难的重大挑战，它与已知的量子霍尔效应具有完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应；同时它的实现也更加困难，需要精准的材料设计、制备与调控。1988年，美国物理学家霍尔丹提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，但是多年来一直未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。2010年，中科院物理所方忠、戴希带领的团队与张首晟教授等合作，从理论与材料设计上取得了突破，他们提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族拓扑绝缘体中存在着特殊的V.Vleck铁磁交换机制，能形成稳定的铁磁绝缘体，是实现量子反常霍尔效应的最佳体系[Science，329, 61（2010）]。他们的计算表明，这种磁性拓扑绝缘体多层膜在一定的厚度和磁交换强度下，即处在“量子反常霍尔效应”态。该理论与材料设计的突破引起了国际上的广泛兴趣，许多世界顶级实验室都争相投入到这场竞争中来，沿着这个思路寻找量子反常霍尔效应。

一句话解释，量子反常霍尔效应，不需要磁场即可实现量子霍尔态，而量子霍尔效应需要非常强大的磁场效应

　　量子霍尔效应，于1980年被德国科学家发现，是整个凝聚态物理领域中最重要、最基本的量子效应之一。它的应用前景非常广泛。　　量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场，在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中　　量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。量子通信主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等，近来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。

半导体。半导体的霍尔效应最好，霍尔传感器一般采用半导体材料而不采用金属导体材料，是因为金属导体不存在霍尔效应。霍尔效应包括：反常霍尔效应、量子霍尔效应(整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应)、反常量子霍尔效应、自旋霍尔效应、量子自旋霍尔效应、能斯特效应以及热霍尔效应。

霍尔效应的研究，获得诺贝尔物理学奖的原因如下。他的研究发现之所以获奖，是因为他的技术在实际应用中也是很重要的，日常生活中有很多电器都来自于这个效应，汽车上用的也是非常多的，像是传感器等等，这些都用的是霍尔效应。在霍尔效应发现的100年在研究温度的时候发现了，这个效应当时也是特别惊人的发展，而且也获得了1985年的物理学奖，在后来美国华裔和美国的物理学家，他们俩个人在磁场中发现了分数的霍尔效应，这个发现也让他们进一步有了能力来研究效应，又获得了1998年的物理学奖。因为这个效应在整个物理也是非常重要的，而且也是最典型的效应，在宏观上也是最完美的体现了，它的效应在1879年霍尔发现它定义了他们两个之间的关系，这种效应和传统的电磁感是不一样的，当电流穿过磁场的时候，磁场就会对导体有一个垂直的作用，从而垂直和磁县是两个方向产生的差，虽然这个效应被很多人理解了，但是他的传感器在工艺上也是很大的进展，但是确实不实用的直接出现了输出的信号调节电路。根据设计不一样霍尔的传感器，它就用于开关的传感器用于电力的系统中，这一个现象，也让我们的电力发展发生了很大的变化，它定义了电压和磁场之间的联系，而且完全是不一样的在磁场中是可以有垂直的作用力的，从而导致他们两个产生电力差，量子效应它的机制已经非常清楚了，但是现在还有一些科学家在进行分数的研究，一些理论学家指出，他的某些平台是可以形成一种成分的，也可以作为计算机的基础。

钛媒体App 7月20日消息，从中国科学技术大学获悉，该校合肥微尺度物质科学国家研究中心乔振华教授研究组，基于单层过渡金属氧化物发现了理论上陈数可调的量子反常霍尔效应。该成果日前发表在物理类国际学术期刊《物理评论快报》上，并被选为当期封面。","force_purephv":"0","gnid":"98351c4c5592984a1","img_data":[{"flag":2,"img":[]}],"original":0,"pat":"art_src_3,fts0,sts0","powerby":"pika","pub_time":1658276700000,"pure":"","rawurl":"http://zm.news.so.com/9944e63514b8f14108a1c247fcd899ef","redirect":0,"rptid":"d908db5f697a0173","src":"钛媒体快报","tag":[{"clk":"kscience_1:陈数","k":"陈数","u":""},{"clk":"kscience_1:中国科学技术大学","k":"中国科学技术大学","u":""}],"title":"我国学者发现陈数可调量子反常霍尔效应沙券章15343775540:物理实验霍尔效应的应用中,n=1/(|RH|e),e是什么意思啊?他的值是多少? -瞿界强甘南县 —— 电子的电量 1.6e-19 单位是C沙券章15343775540:求霍尔实验中处理数据的标准单位 -瞿界强甘南县 —— 霍尔效应用公式表示为: E=KBIcosθ. E为霍尔效应电压,单位为伏特(V); I是霍尔器件的工作电流,单位为安培(A); B是外部磁场的磁感应强度,单位为特斯拉(T) θ为I与B的垂直角度的偏差,单位可以是角度(°)或弧度(rad). K为霍尔器件的灵敏度,是常数;其单位为:V/(A.T).沙券章15343775540:物理实验霍尔效应的应用中,n=1/(|RH|e),他的值是多少? -瞿界强甘南县 ——[答案] 电子的电量 1.6e-19 单位是C沙券章15343775540:霍尔效应is是什么 im是什么 -瞿界强甘南县 —— 霍尔效应Is是磁流体的指标,Is=v*s*n单位为m^3/s,Im是磁场场强的指标,符号为B,单位为T(特斯拉).(霍尔效应器如下图) Is,Im在霍尔效应中充当变量,由于霍尔效应计算公式: vh=E*b=rh*i*B(Im)/d rh=Is*h*d/i*b 所以霍尔电压正比于Is,Im(单变量变化),改变Is,Im从而改变电压.沙券章15343775540:高中物理 霍尔效应 -瞿界强甘南县 —— 当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象就是霍尔效应.这个电势差也被称为霍尔电势差.霍尔效应应使用左手定则判断.是否可以解决您的问题?沙券章15343775540:霍尔效应 -瞿界强甘南县 —— 在半导体上外加与电流方向垂直的磁场,会使得半导体中的电子与空穴霍尔效应受到不同方向的洛伦兹力而在不同方向上聚集,在聚集起来的电子与空穴之间会产生电场,电场强度与洛伦兹力产生平衡之后,不再聚集,...沙券章15343775540:霍尔电动势与那些量有关,何种情况线性关系最好 -瞿界强甘南县 —— 霍尔效应可以用下述公式表述.E=KBIcosθ.上式中:E为霍尔效应电压;K为霍尔器件的灵敏度,一定范围内是常数;I是霍尔器件的工作电流;B是外部磁场的磁感应强度;θ为I与B的垂直角度的偏差.线性度取决于霍尔器件的灵敏度K.也就是说,取决于霍尔器件的材料与工艺.沙券章15343775540:霍尔效应的问题 -瞿界强甘南县 —— k=1/(nq) 对半导体而言,其载流子的浓度比金属小得多,所以半导体的霍尔系数比金属大得多,所以显著沙券章15343775540:量子霍尔效应的整数量子霍耳效应 -瞿界强甘南县 —— 在某些人造的二维半导体结构中,电子气限制在极薄的一层之内运动,在垂直层面方向施加强磁场,在层面与电流I相垂直的方向上出现电势差VH,称为霍耳电压,RH=VH/I称为霍耳电阻.经典霍耳效应表明,RH随所加磁场的磁感应强度B增加...沙券章15343775540:霍尔效应的电荷怎么积累的 -瞿界强甘南县 —— 将一导电板放在垂至于他的磁场中,当有电流通过时,在导电板的a、a"两侧会产生一个电势差uaa",这就是霍尔效应.利用左手定则,可以判断载流子(q>0,正电荷)所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向上,即运动向上;载流子(q<0,负电荷)所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向下,即运动向下..霍尔效应中的e是多少霍尔效应中的e是多少霍尔效应中的e是多少霍尔效应中的e是多少霍尔效应中的e是多少

电流通过半导体时，如果外加磁场垂直于电流，半导体中的载流子（电子、空穴）就会发生偏转，在与电流和磁场垂直的方向上，就会产生一个附加电场，半导体的两端就会产生一个电势差。这个现象叫做霍尔效应，产生的电势差叫做霍尔电势差。霍尔效应和传统的电磁感应完全不同。 产生霍尔效应的原因。外加在半导体上，与电流方向垂直的磁场，使半导体中的电子与空穴受到了不同方向上的洛伦兹力，电子与空穴就在不同方向上产生聚集，例如左边聚集电子，右边聚集空穴，这样，左右侧之间就会形成一个电场，当电场力与洛伦兹力平衡时，电子与空穴就不再聚集了。以后的电子和空穴由于受到电场力和磁场的洛伦兹力而平衡，能够顺利通过而不发生偏移。 霍尔效应是电磁效应的一种，最先是美国物理学家霍尔在研究金属导电机制时首次发现的。因此，用他的名字来命名。 霍尔器件的控制原理。霍尔器件的输出量直接与电控单元接口来实现自动检测。霍尔器件把检测到的磁场变化转变为数字电压输出，监视和测量 汽车 各部件运行参数的变化，如位移、位置、转速、角度、角速度等等。如果将这些变量进行二次变换，又可测量压力、质量、流速、液位、流量等。根据霍尔效应做成的霍尔器件，具备有传感器和开关的功能。 目前，用在 汽车 的霍尔器件有：信号传感器、速度传感器、 汽车 速度表、 汽车 的里程表、用电负载的电流检测和工作状态诊断、各种开关、发动机转速及曲轴角度传感器、液体物理量的检测器等等。 例如， 汽车 的点火系统，安装有霍尔式点火脉冲发生器，在变化磁场的作用下，可以在带电的半导体层内产生脉冲电压。霍尔式点火脉冲发生器由于无磨损，可以免维护，用于恶劣工作环境条件下的精准点火。采用功率霍尔开关电路，可以减小 汽车 功率大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时产生的电弧和电磁信号干扰。 霍尔效应有整数量子霍尔效应、分数量子霍尔效应、热霍尔效应（垂直磁场的导体会有温度差）、自旋霍尔效应、量子反常霍尔效应等。 德国物理学家克利青等人发现了整数量子霍尔效应，获得了1985年的诺贝尔物理学奖。美籍华裔物理学家崔琦和美国物理学家劳克林、施特默发现了分数量子霍尔效应，获得了1998年的诺贝尔物理学奖。斯坦福教授张首晟与母校合作发现了"量子自旋霍尔效应"，被评为2007年十大科学进展之一。清华大学薛其坤院士团队在实验中首次观测到量子反常霍尔效应，没有外加磁场对电子洛伦兹力产生影响（轨道偏转），由材料本身自发磁化而产生的。

量子反常霍尔效应使得在零磁场的条件下应用量子霍尔效应成为可能。根据查询相关公开信息显示，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。在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。自1988年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何进展。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。美国《科学》杂志于2013年3月14日在线发表这一研究成果。量子反常霍尔效应使得在零磁场的条件下应用量子霍尔效应成为可能。这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊的作用，可用于制备低能耗的高速电子器件。

实验结果公布后，薛其坤曾应邀去日本作学术报告。作为在世界上和中国科学家研究水平最相近的“老对手”，日本科学家给他发来了邮件，称赞“这是我在过去十年里听到的最好的学术报告，我们真没有想到你们最终发现了这一美妙现象”，“这非常非常令人激动”。另一位美国知名物理学家也向课题组发来邮件，“看到你们的结果，我真感觉有些嫉妒。但回过头想起来，这个工作巨大的难度也确实让我们叹为观止”。美国《科学》杂志的匿名评审则给出了这样的评价，“这篇文章结束了对量子反常霍尔效应多年的探寻，这是一项里程碑式的工作。我祝贺文章作者们在拓扑绝缘体研究中作出的重大突破。” 诺贝尔物理奖得主、清华大学高等研究院名誉院长杨振宁教授评价其为“诺贝尔奖级的发现”。

1、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：劳赫林与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。2、热霍尔效应：垂直磁场的导体会有温度差。3、Corbino效应：垂直磁场的薄圆碟会产生一个圆周方向的电流。4、自旋霍尔效应。5、量子反常霍尔效应。扩展资料本质：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。参考资料来源：百度百科——霍尔效应

1、量子反常霍尔效应使得在零磁场的条件下应用量子霍尔效应成为可能；2、这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊的作用，可用于制备低能耗的高速电子器件。

量子霍尔效应省电的原因是量子反常霍尔效应。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。反常霍尔电导则是由于材料本身的自发磁化而产生，是一类新的重要物理效应。在涂上能量涂层以后，可在1米范围的量子作用能量场内，使无序的运动电子变成有序的运动电子，达到以下效果：降低路损线损、降低谐波危害、提高整个输变电过程的有功功率和功率因数，从而达到节能省电、保护用电设备的功效。

将一导电板放在垂至于他的磁场中，当有电流通过时，在导电板的a、a"两侧会产生一个电势差uaa"，这就是霍尔效应。利用左手定则，可以判断载流子（q>0，正电荷）所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向上，即运动向上；载流子（q<0，负电荷）所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向下，即运动向下。扩展资料：霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电流(Iv)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)。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。

1、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：劳赫林与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。2、热霍尔效应：垂直磁场的导体会有温度差。3、Corbino效应：垂直磁场的薄圆碟会产生一个圆周方向的电流。4、自旋霍尔效应。5、量子反常霍尔效应。扩展资料本质：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。参考资料来源：百度百科——霍尔效应

中国科学家领衔的团队首次在实验上发现量子反常霍尔效应。这一发现或将对信息技术进步产生重大影响。 在美国物理学家霍尔1880年发现反常霍尔效应133年后，终于实现了反常霍尔效应的量子化的观察，这一发现是相 理论计算得到霍尔电导关领域的重大突破，也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。 由于人们有可能利用量子霍尔效应发展新一代低能耗晶体管和电子学器件，这将克服电脑的发热和能量耗散问题，从而有可能推动信息技术的进步。然而，普通量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场，因此应用起来将非常昂贵和困难。但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。 美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年，德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。 由清华大学薛其坤院士领衔，清华大学、中科院物理所和斯坦福大学研究人员联合组成的团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破，他们从实验中首次观测到量子反常霍尔效应，这是中国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象，也是物理学领域基础研究的一项重要科学发现。

理论计算得到的磁性拓扑绝缘体多层膜的能带结构和相应的霍尔电导。“量子反常霍尔效应”是多年来该领域的一个非常困难的重大挑战，它与已知的量子霍尔效应具有完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应；同时它的实现也更加困难，需要精准的材料设计、制备与调控。1988年，美国物理学家霍尔丹提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，但是多年来一直未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。2010年，中科院物理所方忠、戴希带领的团队与张首晟教授等合作，从理论与材料设计上取得了突破，他们提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族拓扑绝缘体中存在着特殊的V.Vleck铁磁交换机制，能形成稳定的铁磁绝缘体，是实现量子反常霍尔效应的最佳体系[Science，329, 61（2010）]。他们的计算表明，这种磁性拓扑绝缘体多层膜在一定的厚度和磁交换强度下，即处在“量子反常霍尔效应”态。该理论与材料设计的突破引起了国际上的广泛兴趣，许多世界顶级实验室都争相投入到这场竞争中来，沿着这个思路寻找量子反常霍尔效应。

1:“量子自旋霍尔效应”是指找到了电子自转方向与电流方向之间的规律，利用这个规律可以使电子以新的姿势非常有序地“舞蹈”，从而使能量耗散很低。在特定的量子阱中，在无外磁场的条件下（即保持时间反演对称性的条件下），特定材料制成的绝缘体的表面会产生特殊的边缘态，使得该绝缘体的边缘可以导电，并且这种边缘态电流的方向与电子的自旋方向完全相关，即量子自旋霍尔效应2: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。在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。自1988年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何进展。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。美国《科学》杂志于2013年3月14日在线发表这一研究成果。（1、量子反常霍尔效应使得在零磁场的条件下应用量子霍尔效应成为可能；2、这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊的作用，可用于制备低能耗的高速电子器件。）

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。但反常霍尔效应的量子化对材料性质的要求非常苛刻，如同要求一个人同时具有短跑运动员速度、篮球运动员高度和体操运动员灵巧：材料能带结构必须具有拓扑特性从而具有导电的一维边缘态；材料必须具有长程铁磁序从而存在反常霍尔效应；材料体内必须为绝缘态从而只有一维边缘态参与导电。在实际材料中实现以上任何一点都具有相当大的难度，而要同时满足这三点对实验物理学家来讲更是巨大挑战，正因为此，美国、德国、日本等科学家未取得最后成功。 被视作“有可能是量子霍尔效应家族最后一个重要成员”的量子反常霍尔效应，被中国科学家首次在实验上独立观测到。2013年3月16日凌晨，由清华大学薛其坤院士领衔，清华大学、中科院物理所和斯坦福大学的研究人员联合组成的团队，历时4年完成的研究报告在《科学》杂志在线发表。这项被3名匿名评审人给予高度评价的成果，是在美国物理学家霍尔于1880年发现反常霍尔效应133年后，首次实现的反常霍尔效应的量子化，也因此被视作“世界基础研究领域的一项重要科学发现”。作为微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的完美体现，量子霍尔效应一直在凝聚态物理研究中占据着极其重要的地位。自美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应之后，不少科学家凭借在此领域的重要发现斩获大奖。1980年，德国科学家冯u30fb克利青发现整数量子霍尔效应，于1985年获得诺贝尔物理学奖。1982年，美籍华裔物理学家崔琦、德国物理学家施特默等发现了分数量子霍尔效应，这个效应不久由另一位美国物理学家劳弗林给出理论解释，三人共同分享了1998年诺贝尔物理奖。而此次中国科学家发现的量子反常霍尔效应因为不需要外加磁场，成为多年来该领域一个非常困难的重大挑战。首先，它与已知的量子霍尔效应具有完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应；其次，它的实现也更加困难，需要精准的材料设计、制备与调控。因此，这项全新突破也被视作“有可能是量子霍尔效应家族的最后一个重要成员”。自2009年起，清华大学薛其坤院士带领团队向量子反常霍尔效应的实验实现发起冲击。截止到2013年的四年来，团队生长和测量了1000多个样品，利用分子束外延的方法生长了高质量的磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜，将其制备成输运器件并在极低温环境下对其磁电阻和反常霍尔效应进行了精密测量。终于发现在一定的外加栅极电压范围内，此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值h/e2~25800欧姆世界难题得以攻克。“这是我们团队精诚合作、联合攻关的共同成果，是中国科学家的集体荣誉。”薛其坤院士强调说。

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，因此是一类新的重要物理效应。

简单说来，在非铁磁材料中的霍尔效应中，电阻是和外加磁场有关的。而反常霍尔效应一般出现在铁磁性材料中，即电阻还和磁化强度有关系。

像电子这样的带电粒子在电场和磁场的影响下运动时，可以表现出相互影响的方式。例如，当磁场垂直于载流导体的平面施加时，内部流动的电子由于磁力而开始偏离侧面，很快，导体上出现了电压差。这种现象被称为"霍尔效应"。 然而，霍尔效应并不一定需要摆弄磁铁。事实上，它可以在具有长程磁秩序的磁性材料中直接观察到，如铁磁体。 科学家将这种现象命名为"反常霍尔效应"（AHE），它似乎是霍尔效应的一个近亲。然而，它的机制要更复杂一些。目前，最被接受的一种说法是，AHE是由电子能带的一种被称为"贝里曲率"的特性产生的，它是由电子的自旋和它在材料内部的运动之间的相互作用产生的，更常见的是"自旋-轨道相互作用"。 磁性排序对AHE来说是必要的吗？最近的一个理论表明并非如此。"理论上已经提出，即使在磁秩序消失的温度以上，也有可能出现大的AHE，特别是在具有低电荷载流子密度、电子间强交换作用和有限自旋手性的磁性半导体中，这与自旋方向相对于运动方向有关，"东京工业大学（Tokyo Tech）的副教授内田博士解释说，他的研究重点是凝聚态物理。 出于好奇，内田博士和他在日本的合作者决定对这一理论进行测试。在《科学进展》上发表的一项新研究中，他们研究了一种新的磁性半导体EuAs的磁特性，该材料只知道有一个奇特的扭曲三角形晶格结构，并观察到23K以下的反铁磁（AFM）行为（相邻的电子自旋排列在相反的方向）。此外，他们观察到，在有外部磁场的情况下，该材料的电阻随温度急剧下降，这种行为被称为"巨大的磁电阻"（CMR）。然而，更有趣的是，CMR甚至在23K以上也被观察到，在那里AFM的秩序消失了。人们很自然地理解，在EuAs中观察到的CMR是由稀释的载流子和局部Eu2+自旋之间的耦合引起的，这种耦合在很大的温度范围内持续存在。 然而，真正夺人眼球的是霍尔电阻率随温度的上升，它在70K的温度下达到顶峰，远远高于AFM排序温度，这表明在没有磁性排序的情况下，大型AHE也是可能的。为了了解是什么导致了这种非常规的AHE，研究小组进行了模型计算，结果显示，这种效应可以归因于三角晶格上的自旋簇对电子的倾斜散射，在这种"跳跃制度"下，电子不流动，而是在原子之间"跳跃"。 这些结果使我们在理解磁性固体内部电子的奇怪行为方面更近了一步。新发现有助于阐明三角晶格磁性半导体，并有可能打开一个新的研究领域，即针对稀释的载流子与非常规的自旋有序性和波动的耦合。

Halleffect（霍尔效应）的问题：①、我们目前流行的电流方向是用正电荷的流动方法来定义的，这种电流 英文叫做 conventional current；电子流动的电流叫做 electron current， 或者 electron flow。②、磁场里面的安培力的判断，左手定则 left-hand fleming rule、右手法则 right-hand fleming rule，统统是建立在 conventional current 电流的基础上。 连鼎鼎有名的麦克斯韦方程组都是建立在这个传统电流之上。 传统电流最根本的假设是： 无论用电子对流动方向定义电流方向，还是用正电荷的流动方向定义电流方向， 都和不影响实际的计算结果，都没有本质的区别，而且所有的公式显得很简洁。③、Hall effect，是哈佛大学的Hall 发现的。霍尔发现了，用正电荷流动方向跟电子 流动方向，定义电流方向出现不可调和的矛盾，这一年，麦克斯韦静悄悄地走了。 麦克斯韦。是经典电磁场理论集大成者，是把电磁场理论推向了最高峰的祖师爷， 在霍尔发现了霍尔效应的这一年，麦克斯韦无可奈何地谢世了。 A、他的电磁场理论就是建立在正电荷的流动方法作为电流方向的基础上； B、他还提出了唯一电流的概念； C、他在理论上证明了电、磁是一家，连光波也是电磁波； D、他还从理论上算出了光的传播速度。 同年，一位转世灵童诞生了，他继承了麦克斯韦的遗志。 A、证明了光的粒子性，获得了诺贝尔奖； B、把光的理论推导了另一个极致，是光处于绝对至高无上的江湖独霸地位， 在理论都不可以超越光速，在光速世界里一切发生逆袭，一切发生穿越。 理论太伟大了，诺贝尔奖不敢授予他，他的理论，完全超越当时那个时代、 我们现在这是世界的时代智慧、集体智商。 这位转世灵童，就是爱尔伯特.爱因斯坦。那一年是1879年。④、回归到本题的解释： 现在是电子电流的天下，请暂时忘记conventional current。 A、电子在洛仑兹力的作用下，在金属块内发生偏移； B、偏移的结果，产生了附加电场； C、附加的静电场，阻碍霍尔效应的进一步累积，最后达到平衡、达到饱和。 这个饱和电压，称为霍尔电压，Hall effect 就不再发生在后续电子身上， 霍尔效应似乎消失，这样就可以测出磁感应强度。搂主，好好整理一下我上面的内容，会是一篇很好的论文。本人抛砖引玉，就到这里。

整数量子霍尔效应的机制已经基本清楚，而仍有一些科学家，如冯·克利青和纽约州立大学石溪分校的V·J·Goldman，还在做一些分数量子效应的研究。一些理论学家指出分数量子霍尔效应中的某些平台可以构成非阿贝尔态（Non-Abelian States），这可以成为搭建拓扑量子计算机的基础。石墨烯中的量子霍尔效应与一般的量子霍尔行为大不相同，称为异常量子霍尔效应(Anomalous Quantum Hall Effect)。此外，Hirsh、张守晟等提出自旋量子霍尔效应的概念,与之相关的实验正在吸引越来越多的关注。中国科学家发现量子反常霍尔效应《科学》杂志在线发文，宣布中国科学家领衔的团队首次在实验上发现量子反常霍尔效应。这一发现或将对信息技术进步产生重大影响。这一发现由清华大学教授、中国科学院院士薛其坤领衔，清华大学、中国科学院物理所和斯坦福大学的研究人员联合组成的团队历时4年完成。在美国物理学家霍尔1880年发现反常霍尔效应133年后，终于实现了反常霍尔效应的量子化，这一发现是相关领域的重大突破，也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年，德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。由中国科学院物理研究所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队，经过数年不懈探索和艰苦攻关，成功实现了“量子反常霍尔效应”。这是国际上该领域的一项重要科学突破，该物理效应从理论研究到实验观测的全过程，都是由我国科学家独立完成。量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一。它是一种典型的宏观量子效应，是微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的一个完美体现。1980年，德国科学家冯·克利青(Klaus von Klitzing)发现了“整数量子霍尔效应”，于1985年获得诺贝尔物理学奖。1982年，美籍华裔物理学家崔琦(Daniel CheeTsui)、美国物理学家施特默(Horst L. Stormer)等发现“分数量子霍尔效应”，不久由美国物理学家劳弗林(Rober B. Laughlin)给出理论解释，三人共同获得1998年诺贝尔物理学奖。在量子霍尔效应家族里，至此仍未被发现的效应是“量子反常霍尔效应”——不需要外加磁场的量子霍尔效应。“量子反常霍尔效应”是多年来该领域的一个非常困难的重大挑战，它与已知的量子霍尔效应具有完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应;同时它的实现也更加困难，需要精准的材料设计、制备与调控。1988年，美国物理学家霍尔丹(F. Duncan M. Haldane)提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，但是多年来一直未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。2010年，中科院物理所方忠、戴希带领的团队与张首晟教授等合作，从理论与材料设计上取得了突破，他们提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族拓扑绝缘体中存在着特殊的V.Vleck铁磁交换机制，能形成稳定的铁磁绝缘体，是实现量子反常霍尔效应的最佳体系[Science，329, 61(2010)]。他们的计算表明，这种磁性拓扑绝缘体多层膜在一定的厚度和磁交换强度下，即处在“量子反常霍尔效应”态。该理论与材料设计的突破引起了国际上的广泛兴趣，许多世界顶级实验室都争相投入到这场竞争中来，沿着这个思路寻找量子反常霍尔效应。在磁性掺杂的拓扑绝缘体材料中实现“量子反常霍尔效应”，对材料生长和输运测量都提出了极高的要求：材料必须具有铁磁长程有序;铁磁交换作用必须足够强以引起能带反转，从而导致拓扑非平庸的带结构;同时体内的载流子浓度必须尽可能地低。中科院物理所何珂、吕力、马旭村、王立莉、方忠、戴希等组成的团队和清华大学物理系薛其坤、张首晟、王亚愚、陈曦、贾金锋等组成的团队合作攻关，在这场国际竞争中显示了雄厚的实力。他们克服了薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关，一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控，利用分子束外延方法生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜，并在极低温输运测量装置上成功地观测到了“量子反常霍尔效应”。该结果于2013年3月14日在Science上在线发表，清华大学和中科院物理所为共同第一作者单位。该成果的获得是我国科学家长期积累、协同创新、集体攻关的一个成功典范。前期，团队成员已在拓扑绝缘体研究中取得过一系列的进展，研究成果曾入选2010年中国科学十大进展和中国高校十大科技进展，团队成员还获得了2011年“求是杰出科学家奖”、“求是杰出科技成就集体奖”和“中国科学院杰出科技成就奖”，以及2012年“全球华人物理学会亚洲成就奖”、“陈嘉庚科学奖”等荣誉。该工作得到了中国科学院、科技部、国家自然科学基金委员会和教育部等部门的资助。量子反常霍尔效应　将为我们带来什么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。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。