L'effet Hall
Puis la quantification est venue s'en mêler, forcément...
Effet Hall quantique
Quantum Hall Effect
L'effet Hall quantique a valu le prix Nobel 1985 à von Klitzing, et servira d'étalon pour définir l'ohm rien que ça.
Mais attention, ne confondez pas avec l'effet Hall quantique de spin.
Habituellement, quand on pense à un conducteur, on l'imagine en 3D. Ici on va considérer l'effet Hall "à plat", on parle alors de gaz d'électrons 2D. Pour faire ça, on utilise ce qu'on appelle des hétérostructures, un empilement de couches atomiques (déposées par épitaxie par jet moléculaire).
L’effet Hall classique est également mesurable en 2D. Mais là où cela devient inhabituel, c'est qu'à très basse température, on observe une série de plateaux pour la résistance de Hall en fonction du champ magnétique.
On voit les plateaux de résistance en fonction de l'intense champ magnétique.
Ces plateaux apparaissent à des valeurs précises de résistance, indépendamment de l’échantillon utilisé. C’est ce qu’on appelle l’effet Hall quantique, possédant les caractéristiques suivantes :
- La valeur de la résistance de Hall est uniquement fonction de constantes physiques fondamentales (h et e) et n’est pas déterminée par la géométrie
- Elle est quantifiée en h/e² divisé par un entier
- Elle est précise à plus de 1 partie pour 108
- Utilisée comme étalon pour l'Ohm. 1 Klitzing vaut 25,813 Ω
Sachez que le désordre et les états de bord ont une importance capitale pour expliquer cet effet.
Il s'agissait de l'effet Hall quantique entier. Il existe également l'effet Hall quantique fractionnaire au lieu d'entiers (1/3, 2/5, 3/7...).
- L’effet Hall quantique
/ cours 5 PHY 560B, Gilles Montambau / Ecole Polytechnique
Des planches de cours à peu près lisibles, avec un historique et des illustrations des expériences de l'époque.
- Travaux avancés de physique, l'effet hall quantique Université de Sherbrooke
- Quantum Hall effect / Wikipedia
- [2012] Etude de l’effet Hall quantique dans le graphène exfolié
en vue d’une application en métrologie quantique / thèse de Jérémie Guignard.
Cette thèse commence par décrire la conduction électrique, il vaut mieux commencer par là. - [2009] Effet Hall quantique de spin / Stage de recherche Master 2 par Pierre Adroguer
On vient de voir la mécanique quantique à l'œuvre, mais ce n'est pas fini. Il existe un effet Hall qui s'applique au spin des électrons.
Si vous êtes déjà un kador en matière de spin, alors vous pouvez aller directement voir la page sur l'effet Hall de spin et sa version dite "quantique" qui vous expliquera pas vraiment la signification des "états de bords chiraux" ci-dessus ne me faites pas croire que vous aviez compris. Mais bon, je vous conseille de commencer plus simplement par l'introduction au spin des électrons.
Mais ne croyez pas vous en sortir comme ça à propos de l'effet Hall. C'est que vous ne connaissez pas encore l'effet équivalent chez le photon et dans le domaine de la chaleur...