Effet Hall quantique entier - Définition
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Introduction
L'effet Hall quantique entier est une version en mécanique quantique de l'effet Hall mis en évidence en 1980 par le physicien allemand Klaus von Klitzing. Cette découverte a eu d'importantes applications dans le développement des semi-conducteurs et en métrologie, notamment dans la détermination de la constante de structure fine.
Description
L'effet Hall quantique apparaît dans un gaz d'électrons bi-dimensionnel soumis à une basse température et à un puissant champ magnétique. Sous ces conditions, la conductivité de Hall σ se calcule par :
où ν est une constante nommée « facteur de remplissage » qui prend des valeurs entières (1, 2, 3...), e est la charge élémentaire et h la constante de Planck. Cet effet peut être expliqué en s'appuyant sur le concept d'orbitales d'une seule particule (électron) dans un champ magnétique (voir quantification de Landau).
Cet effet peut aussi être expliqué par la résistence de Hall RH :
où h est la constante de Planck, n est un entier naturel et e la charge de l'électron.
La constante RK est appelé constante de von Klitzing :
Quelques années plus tard, Horst Störmer et Daniel Tsui ont découvert l'effet Hall quantique fractionnaire.
