一文读懂神奇的量子反常霍尔效应,未来科技革命有望由此产生( 六 )

一文读懂神奇的量子反常霍尔效应,未来科技革命有望由此产生

图9/12

量子霍尔效应示意当外加磁场持续增加,电子回旋半径持续减小

我们用霍尔电压与通过电流的比值定义霍尔电阻这个物理量。当外加磁场比较小时,霍尔电阻将随着外加磁场的增加而增加,两者呈现线性关系。当外加磁场继续增加到某一值后,霍尔电阻将维持不变。若外加磁场进一步增加,霍尔电阻将忽然跃上一个新的平台,曲线整体呈现阶梯状。这样不连续的变化趋势,正是量子效应的显著特征。

一文读懂神奇的量子反常霍尔效应,未来科技革命有望由此产生

图10/12

量子霍尔效应发生时的物理特性

神奇的地方还不止于此,如果我们同时关注该霍尔导体本身的电阻,我们会发现当霍尔电阻位于平台的时候,导体自身的电阻消失了!实际上,此时导体内部的广阔区域中是没有电流通过的,电流只在导体的边缘流动。

推荐阅读