抵抗標準 top map map1 電気の基礎知識


抵抗標準
 高磁界,極低温下で半導体の示す量子化ホール抵抗RHは,RH=RK-90/i[Ω]の値をもつものとするここで,iは整数,RK-90はフォン・クリティング定数で、RKの1990年の協定値で,RK-90=25812.807[Ω]と定義されています。

ホール効果 (Hall effect)は、1879年、エドウィン・ホールによって発見された現象で、半導体に電流を流し、磁場をかけるとそれと直角方向に電圧が発生する現象です。半導体に生じるホール(Hole、正孔)とは日本語では呼び方は同じですが異なるものです。

量子ホール効果(Quantum Hall effect)
1980年にフォン・クリティング(von Klitzing)により発見されました。
シリコン電界トランジスタのチャネルのように深さ方向に電子が移動できる構造で、電子が移動できる距離が電子の波長程度以下だと電子が移動できるエリア(伝導層)は平面のように(二次元伝導層)なり、この面に垂直に磁場をかけると磁場にも電流にも垂直な方向に電圧が発生します。
一様な磁場中で荷電粒子(電子)が運動していると磁場によって進路が曲げられ円運動(サイクロトロン運動)をします。この時のサイクロトロン運動の角振動数(サイクロトロン周波数)は電子の持つ運動エネルギーに関係しますが、極低温下で磁場の強さを強くしていくと初めは連続的に変化していますが、ある程度以上磁場が強くなると、運動エネルギーが飛び飛びの値を取るようになります。この現象をサイクロトロン運動の量子化といい、このとき発生する電圧を量子化ホール電圧,量子化ホール電圧と電流の比を量子化ホール抵抗といいます。



関連事項   
電気の根本的な性質とは何か
電荷とは
電界
電圧
電流
電気の流れ
抵抗 
抵抗標準
電気回路
交流直流

クーロンのねじりはかり(電荷による電気力の測定)
ガルバーニの蛙の脚の実験
ボルタ電堆