Quanten-Hall-Effekt

Der Quanten-Hall-Effekt ist ein quantenmechanisches Phänomen, das in zweidimensionalen elektronischen Systemen auftritt. Er wurde erstmals im Jahr 1980 von Horst L. Störmer und Daniel C. Tsui entdeckt, wofür sie im Jahr 1998 den Nobelpreis für Physik erhielten.

Entdeckung und Innovation

Der Quanten-Hall-Effekt wurde entdeckt, als Störmer und Tsui bei tiefen Temperaturen und starken Magnetfeldern eine deutliche Veränderung des elektrischen Widerstands in einem zweidimensionalen Elektronengas beobachteten. Diese Entdeckung führte zu einer grundlegenden Erweiterung des Verständnisses von quantenmechanischen Phänomenen in Festkörpern.

Wissenschaftliche Bedeutung

Der Quanten-Hall-Effekt wird in der Festkörperphysik, insbesondere in der Erforschung von topologischen Materialien, sowie in der Metrologie und der elektronischen Sensorik intensiv erforscht. Er war auch der Ausgangspunkt für die Entdeckung des Quanten-Spin-Hall-Effekts, der zu vielversprechenden Anwendungen in der Spintronik führte.

Weitere Entwicklung und Forschung

Seit seiner Entdeckung wurden verschiedene Varianten des Quanten-Hall-Effekts in verschiedenen Materialsystemen beobachtet. Die Forschung in diesem Bereich hat zu einem tieferen Verständnis der Quantenphysik von Festkörpern und zu potenziellen Anwendungen in der Materialwissenschaft geführt.

Literatur

• Das Quantum Hall Effect: Pionierarbeit von Thouless, Haldane und Kosterlitz – Nobelpreis für Physik 2016. URL: https://www.lexolino.de/q=quanten-hall-effekt
• Tsui, D.C.; Störmer, H.L.; Gossard, A.C.: Two-Dimensional Magnetotransport in the Extreme Quantum Limit, in: Physical Review Letters, Band 48, Seite 1559-1562, 1982. URL: https://www.lexolino.de/q=tsui-stoermer-gossard-1982