efecto Hall cuánticoefecto
Descubierto por Klaus von Klitzing en 1980, el efecto Hall cuántico entero mostró que la resistencia Hall de un gas electrónico bidimensional en un campo magnético perpendicular se cuantiza: R_H = h/(ν e²), donde ν = 1,2,3,... Este es un fenómeno universal, independiente del material de la muestra. En 1982, en muestras más limpias, se descubrió el efecto Hall cuántico fraccionario, donde ν es un número racional con denominador impar, explicado por la formación de fermiones compuestos, cuasipartículas que combinan electrones con un número par de vórtices de flujo magnético.
How it works
En la práctica, se utiliza para la determinación ultraprecisa de constantes fundamentales y como patrón resistivo. El efecto en sí es una ventana a las fases topológicas de la materia.
💡 La precisión de la cuantización es tan alta que la resistencia de von Klitzing R_K = 25812.80745... Ω se utiliza para establecer la nueva definición del kilogramo a través de la constante de Planck.
\sigma_{xy} = \nu \frac{e^2}{h}
σ_xy — conductividad Hall (inversa de la resistencia Hall, en Ω⁻¹), ν — factor de llenado de los niveles de Landau (número adimensional, ν = N_e / N_Φ, donde N_e es el número de electrones, N_Φ es el número de cuantos de flujo magnético), e — carga elemental (e ≈ 1.602×10⁻¹⁹ C), h — constante de Planck (h ≈ 6.62607015×10⁻³⁴ J·s). De aquí la resistencia Hall R_H = h/(ν e²) = R_K/ν, donde R_K es la constante de von Klitzing, R_K ≈ 25812.80745 Ω.