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周四讨论班:整数量子霍尔效应(霍杰荣)

已有 1080 次阅读 2019-10-8 22:03 |个人分类:周四讨论班|系统分类:科研笔记| 量子霍尔效应

题目:整数量子霍尔效应

主讲人:霍杰荣

时间:2019年10月10号下午5:15-6:45
地点:天津大学新校区32教1楼


摘要:本次简要介绍霍尔效应的发展,重点分析量子霍尔效应的实验结果:1.霍尔电阻的量子化2.边缘态的无耗散特性(纵向电阻为0)3.实验结果对器件尺寸不敏感。首先,我们先通过朗道能级求出霍尔电导的量子化数值。实际上,量子化的取值蕴含着更深刻的物理:Laughlin规范和拓扑不变量,量子霍尔系统由于受拓扑不变保护,其霍尔电导的量子化数值对器件形状、大小不敏感因而保持极高的精确度。由于杂质散射和晶格缺陷,朗道能级不可避免地出现展宽,将产生以带尾形式出现的局域态。处于局域态的电子不发生背散射因而动量保持不变。此外还包括一些细节:两个霍尔台阶之间的极大值、正常霍尔效应向量子霍尔效应转变的条件。

参考文献:
[1]杨帆老师指点
[2]连梓臣语录
[3]闫守胜. 现代固体物理学导论[M]. 北京大学出版社, 2008.
[4] Klitzing K, Dorda G, Pepper M. New method for high-accuracy determination of the fine-structure constant based on quantized Hall resistance[J]. Physical Review Letters, 1980, 45(6): 494. 
[5] Tkachov G. Topological insulators: The physics of spin helicity in quantum transport[M]. Pan Stanford, 2015.
[6] Shen S Q. Topological insulators[M]. Berlin: Springer, 2012. 




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