በሆል ኢፌክት እና በኳንተም አዳራሽ ውጤት መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የሆል ተፅእኖ በዋነኛነት በሴሚኮንዳክተሮች ላይ የሚከሰት ሲሆን የኳንተም ሆል ተፅዕኖ ግን በዋናነት በብረታ ብረት ላይ የሚከሰት መሆኑ ነው።
የአዳራሹ ተጽእኖ የሚያመለክተው ከሁለቱም የኤሌክትሪክ ጅረቶች ጋር የሚፈሰው ኤሌክትሪክ ኃይል በማመንጨት እና ማግኔቲክ ፊልዱን በሚተገበርበት ጊዜ በትክክለኛው ማዕዘን ላይ የሚተገበረውን የኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጨት ነው። ይህ ተፅዕኖ በ 1879 በኤድዊን ሆል ታይቷል. የኳንተም አዳራሽ ውጤቱ በኋላ ላይ ተገኝቷል፣ እንደ የአዳራሹ ተፅእኖ የተገኘው።
የሆል ውጤት ምንድነው?
የአዳራሹ ተፅዕኖ ወደ ኤሌክትሪክ ፍሰት እና ወደተተገበረ መግነጢሳዊ መስክ የሚሸጋገር የቮልቴጅ ልዩነትን ማምረትን ያመለክታል። እዚህ የቮልቴጅ ልዩነት በኤሌክትሪክ መሪ ላይ ይነሳል. የኤሌክትሪክ ጅረት የሚሠራው በዚህ ኤሌክትሪክ መሪ ሲሆን በእሱ ላይ የተተገበረው መግነጢሳዊ መስክ አሁን ካለው ጋር ቀጥ ያለ ነው. ይህ ተፅዕኖ በኤድዊን ሆል የተገኘው በ1879 ነው። በተጨማሪም የ Hall Coefficient ፈለሰፈ፣ ይህም የኤሌክትሪክ መስክ ከአሁኑ ጥግግት እና ከተተገበረው መግነጢሳዊ መስክ ጥምርታ ነው። የዚህ ጥምርታ ዋጋ መሪው ከተሰራበት ቁሳቁስ ባህሪይ ነው. ስለዚህ፣ የዚህ ኮፊፊሸንት ዋጋ የአሁኑን በሚመሰረተው ቻርጅ አጓጓዥ አይነት፣ ቁጥር እና ባህሪ ይወሰናል።
የአዳራሹ ተፅእኖ የሚፈጠረው በአንድ ተቆጣጣሪ ውስጥ ባለው የአሁኑ ባህሪ ምክንያት ነው። በአጠቃላይ የኤሌትሪክ ጅረት እንደ ኤሌክትሮኖች፣ ቀዳዳዎች፣ ionዎች ወይም ሶስቱም የመሰሉ የብዙ ትናንሽ ቻርጅ ተሸካሚዎችን እንቅስቃሴ ይይዛል። መግነጢሳዊ መስክ ሲኖር እነዚህ ክፍያዎች ሎሬንትዝ ሃይል የሚባል ሃይል ያጋጥማቸዋል። እንደዚህ አይነት መግነጢሳዊ መስክ በማይኖርበት ጊዜ ክፍያዎቹ ከቆሻሻ ጋር በሚጋጩ ግጭቶች መካከል በግምት ቀጥተኛ የእይታ መስመርን መከተል ይቀናቸዋል።
ከዚህም በተጨማሪ መግነጢሳዊ መስክ በተዘዋዋሪ መንገድ ሲተገበር በግጭቶች መካከል ያለው የቻርጅ መስመር ወደ ጥምዝ ይቀየራል። ስለዚህ, የሚንቀሳቀሱ ክፍያዎች በአንድ የቁሱ ገጽታ ላይ ይከማቻሉ, በሌላኛው ፊት ላይ እኩል እና ተቃራኒ የሆኑ ክፍያዎች ይተዋሉ. ይህ ሂደት በሁለቱም የእይታ መስመር እና በተተገበረው መግነጢሳዊ መስክ ላይ ካለው ኃይል የሚመነጨው በአዳራሹ ክፍል ላይ ያልተመጣጠነ የኃይል መጠን ስርጭትን ያስከትላል። የእነዚህ ክፍያዎች መለያየት የኤሌክትሪክ መስክ ይመሰርታል. ይህ የሆል ተጽእኖ ይባላል.
የኳንተም አዳራሽ ውጤት ምንድነው?
የኳንተም አዳራሽ ውጤት በ 2D ኤሌክትሮን ሲስተም ውስጥ የሚከሰት የኳንተም ሜካኒካል ፅንሰ-ሀሳብ ለዝቅተኛ የሙቀት መጠን እና ለጠንካራ መግነጢሳዊ መስክ የተጋለጠ ነው። እዚህ ላይ፣ የ "አዳራሽ ምግባር" የኳንተም አዳራሽ ሽግግሮችን በተወሰነ ደረጃ የቁጥር እሴቶችን ይወስዳል። የኳንተም አዳራሽ ውጤት የሂሳብ አገላለጽ እንደሚከተለው ነው፡
የአዳራሽ ምግባር=Iቻናል/Vአዳራሽ=v.e2/h
Iቻነል የአሁኑ ቻናል ነው፣Vሆል የሆል ቮልቴጅ ነው፣ e የመጀመሪያ ደረጃ ክፍያ፣ h የፕላንክ ቋሚ እና v የኢንቲጀር እሴት ወይም ክፍልፋይ እሴት የሆነው የመሙያ ፋክተር ተብሎ የሚጠራ ቅድመ ዝግጅት ነው። ስለዚህ፣ የኳንተም አዳራሽ ውጤት “v” ኢንቲጀር ወይም ክፍልፋይ እንደሆነ ላይ በመመስረት የክፍልፋይ ኳንተም አዳራሽ ውጤት ኢንቲጀር መሆኑን ልንገነዘብ እንችላለን።
የኢንቲጀር ኳንተም አዳራሽ ውጤት የተወሰነ ባህሪ አለው፣ ማለትም፣ የኤሌክትሮን እፍጋት ስለሚለያይ የቁጥሩ ጽናት።እዚህ የፌርሚ ደረጃ በንፁህ የእይታ ክፍተት ውስጥ በሚሆንበት ጊዜ የኤሌክትሮን መጠኑ ቋሚ ሆኖ ይቆያል። ስለዚህ፣ ይህ ሁኔታ የፌርሚ ደረጃ የተወሰነ የግዛቶች ብዛት ያለው ኃይል ከሆነበት ጋር ይዛመዳል፣ ምንም እንኳን እነዚህ ግዛቶች የተተረጎሙ ናቸው። የክፍልፋይ ኳንተም አዳራሽ ውጤትን በሚመለከቱበት ጊዜ፣ ሕልውናው በመሠረቱ በኤሌክትሮን-ኤሌክትሮን መስተጋብር ላይ የተመሰረተ ስለሆነ የበለጠ የተወሳሰበ ነው።
በሆል ኢፌክት እና በኳንተም አዳራሽ ውጤት መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
በሆል ኢፌክት እና በኳንተም አዳራሽ ውጤት መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የሆል ተፅእኖ በዋነኛነት በሴሚኮንዳክተሮች ላይ የሚከሰት ሲሆን የኳንተም ሆል ተፅእኖ በዋናነት በብረታ ብረት ላይ የሚከሰት መሆኑ ነው። በHall effect እና በኳንተም አዳራሽ ውጤት መካከል ያለው ሌላው ጠቃሚ ልዩነት የሆል ተፅእኖ የሚከሰተው ደካማ መግነጢሳዊ መስክ እና መካከለኛ የሙቀት መጠን ሲኖር ሲሆን የኳንተም አዳራሽ ውጤት ደግሞ ጠንካራ መግነጢሳዊ መስኮችን እና በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠኖችን ይፈልጋል።
ከታች ኢንፎግራፊክ በአዳራሽ ውጤት እና በኳንተም አዳራሽ ውጤት መካከል ያለውን ልዩነት ያጠቃልላል።
ማጠቃለያ – Hall Effect vs Quantum Hall Effect
የኳንተም አዳራሽ ውጤት የተገኘው ከጥንታዊው አዳራሽ ውጤት ነው። በአዳራሹ ውጤት እና በኳንተም አዳራሽ ውጤት መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የሆል ተፅእኖ በዋናነት በሴሚኮንዳክተሮች ላይ የሚከሰት ሲሆን የኳንተም አዳራሽ ውጤቱ ግን በዋናነት በብረታቶች ውስጥ ይከሰታል።
