Perbedaan utama antara efek Hall dan efek Hall kuantum adalah bahwa efek Hall terutama terjadi pada semikonduktor, sedangkan efek Hall kuantum terjadi terutama pada logam.
Efek Hall mengacu pada pembangkitan potensial listrik yang tegak lurus terhadap arus listrik yang mengalir di sepanjang bahan konduktor dan medan magnet eksternal yang diterapkan pada sudut kanan terhadap arus pada penerapan medan magnet. Efek ini diamati pada tahun 1879 oleh Edwin Hall. Efek Hall kuantum ditemukan kemudian, sebagai turunan dari efek Hall.
Apa itu Efek Hall?
Efek Hall mengacu pada produksi perbedaan tegangan yang transversal ke arus listrik dan medan magnet yang diterapkan. Di sini, perbedaan tegangan muncul di konduktor listrik. Arus listrik dibuat oleh konduktor listrik ini dan medan magnet yang diterapkan padanya tegak lurus terhadap arus. Efek ini ditemukan oleh Edwin Hall pada tahun 1879. Dia juga menemukan koefisien Hall, yang merupakan rasio medan listrik yang diinduksi dengan produk kerapatan arus dan medan magnet yang diterapkan. Nilai koefisien ini adalah karakteristik bahan dari mana konduktor dibuat. Oleh karena itu, nilai koefisien ini tergantung pada jenis, jumlah, dan sifat pembawa muatan yang membentuk arus.
Efek Hall muncul karena sifat arus dalam konduktor. Umumnya, arus listrik mengandung pergerakan banyak pembawa muatan kecil seperti elektron, lubang, ion atau ketiganya. Ketika ada medan magnet, muatan ini cenderung mengalami gaya yang disebut gaya Lorentz. Ketika tidak ada medan magnet seperti itu, muatan cenderung mengikuti kira-kira garis lurus pandang antara tumbukan dengan pengotor.
Selanjutnya, ketika medan magnet diterapkan secara tegak lurus, jalur muatan antara tumbukan cenderung melengkung; dengan demikian, muatan bergerak terakumulasi pada satu sisi material, meninggalkan muatan yang sama dan berlawanan di sisi lainnya. Proses ini menghasilkan distribusi kerapatan muatan yang asimetris di seluruh elemen Hall yang muncul dari gaya yang tegak lurus terhadap jalur garis pandang dan medan magnet yang diterapkan. Pemisahan muatan ini membentuk medan listrik. Ini disebut efek Hall.
Apa itu Efek Aula Kuantum?
Efek Quantum Hall adalah konsep mekanika kuantum yang terjadi dalam sistem elektron 2D yang dikenai suhu rendah dan medan magnet yang kuat. Di sini, "Konduktansi Hall" mengalami transisi Hall kuantum untuk mengambil nilai terkuantisasi pada tingkat tertentu. Ekspresi matematika untuk efek hall kuantum adalah sebagai berikut:
Hall konduktansi=Ichannel/VHall=v.e2/h
Ichannel adalah arus saluran, VHall adalah tegangan Hall, e adalah muatan dasar, h adalah konstanta Plank dan v adalah faktor awal yang disebut faktor pengisian yang merupakan nilai bilangan bulat atau nilai pecahan. Oleh karena itu, kita dapat mengidentifikasi bahwa efek balai kuantum adalah bilangan bulat dari efek balai kuantum pecahan tergantung pada apakah "v" adalah bilangan bulat atau pecahan, masing-masing.
Efek Hall kuantum bilangan bulat memiliki ciri khusus, yaitu, kegigihan kuantisasi karena kerapatan elektron bervariasi. Di sini, kerapatan elektron tetap konstan ketika tingkat Fermi berada dalam celah spektral yang bersih; dengan demikian, situasi ini sesuai dengan situasi di mana tingkat fermi adalah energi dengan kerapatan keadaan terbatas, meskipun keadaan ini terlokalisasi. Ketika mempertimbangkan efek Hall kuantum fraksional, ini lebih rumit karena keberadaannya bergantung secara mendasar pada interaksi elektron-elektron.
Apa Perbedaan Antara Efek Hall dan Efek Quantum Hall?
Perbedaan utama antara efek Hall dan efek Hall kuantum adalah bahwa efek Hall terutama terjadi pada semikonduktor, sedangkan efek Hall kuantum terjadi terutama pada logam. Perbedaan penting lainnya antara efek Hall dan efek Hall kuantum adalah bahwa efek Hall terjadi di mana ada medan magnet yang lemah dan suhu sedang, sedangkan efek Quantum Hall membutuhkan medan magnet yang lebih kuat dan suhu yang jauh lebih rendah.
Infografik berikut merangkum perbedaan antara efek Hall dan efek Hall kuantum.
Ringkasan – Efek Hall vs Efek Quantum Hall
Efek Hall kuantum diturunkan dari efek Hall klasik. Perbedaan utama antara efek Hall dan efek Hall kuantum adalah bahwa efek Hall terutama terjadi pada semikonduktor, sedangkan efek Hall kuantum terjadi terutama pada logam.
