Robert Laughlin

Robert Laughlin
Rođenje	1. studenog1950. Visalia, Kalifornija,SAD
Državljanstvo	amerikanac
Polje	Fizika
Institucija	Laboratoriji Bell Telephone u Murray Hillu Sveučilište Stanford
Alma mater	Massachusettski tehnološki institut u Cambridgeu Kalifornijsko sveučilište uBerkeleyu
Poznat po	KvantniHallov učinak
Istaknute nagrade	Nobelova nagrada za fiziku(1998.)
Portal o životopisima

Hallov učinakisilniceelektrične strujekod tankogelektričnog vodiča.

Robert Laughlin,punom imenomRobert Betts Laughlin(Visalia, Kalifornija,1. studenog 1950.), američkifizičar.Diplomirao(1972.) na Sveučilištu uBerkeleyu,doktorirao(1979.) naMassachusettskom tehnološkom institutu u Cambridgeu.Zaposlen je bio uLaboratorijima Bell Telephone u Murray Hillu(od 1979. do 1981.), u laboratorijuLivermore(od 1981. do 1982.), naSveučilištu Stanford(od 1985.). Bavi seteorijomfizike čvrstoga stanja.Kada suD. C. TsuiiH. L. Stormernatemperaturiblizuapsolutne nulei u snažnommagnetskom poljuotkrili frakcijskikvantniHallov učinak,Laughlin je dao teorijsko objašnjenje u savršenome skladu spokusima(1983.). Za to je otkriće novog oblika kvantnogafluidas frakcijski nabijenim pobuđenjima dobio, s Tsuijem i Stormerom,Nobelovu nagradu za fiziku1998.

Hallov učinak

Podrobniji članak o temi:Hallov učinak

Hallov učinakiliHallov efekt(poE. H. Hallukoji ga je uočio 1879.) je pojava u tankojmetalnojilipoluvodičkojpločici kojom tečeelektrična struja gustoćeJ_x,pod djelovanjem okomitogamagnetskoga poljaindukcijeB_z,stvaranjatransverzalnogaelektričnoga poljajakosti:

$\mathbf {E_{y}} =R_{H}\cdot \mathbf {J_{x}} \cdot \mathbf {B_{z}}$

(R_Hje Hallova konstanta ili Hallov otpor) i poprečnogaelektričnoga napona.Električna struja, magnetsko polje i električno polje međusobno su okomiti i, ako tvore desnikoordinatni sustav,Hallov učinak je normalan (konstantaR_Hje negativna). U obratnom slučaju (konstantaR_Hje pozitivna) učinak je anomalan. Hallov je učinak jači zapoluvodiče,a slabiji zaelektrične vodiče.Objašnjenje anomalnoga Hallova učinka bila je jedna od najvećih teškoća klasičneelektromagnetsketeorije. Protumačila ga je tekkvantna teorijačvrstih tijela.

Hallov pretvarač ili Hallov generator

Hallov pretvaračiliHallov generatorizveden je na temelju Hallova učinka, a primjenjuje se u mjernoj i računalnoj tehnici: za mjerenje jakosti magnetskoga polja reda 10^–5A/m do reda 10⁵A/m, za pretvorbu neelektričnih veličina u električne, analizu spektra električnih i magnetskih signala, mjerenje razlike faza, istraživanje magnetskih tokova, pretvorbu signala i slično.

Kvantni Hallov učinak

Kvantni Hallov učinakilikvantni Hallov efektje odstupanje Hallova otpora od linearne ovisnosti o jakosti magnetskoga polja pri Hallovu učinku u ekstremnim uvjetima. Uočio ga jeK. von Klitzing1980. Pojavljuje se primagnetskoj indukcijivećoj od 10T,temperaturi manjoj od 1Ki ograničenosti gibanja elektronskoga plina na dvije dimenzije, to jest onemogućenosti gibanja elektrona u smjeru magnetskoga polja. Za mjerenje kvantnoga Hallova učinka nužni su poluvodiči koji omogućuju smještanje slobodnih elektrona u vrlo tank sloj paralelan s površinom uzorka. Diskretne vrijednosti Hallova otpora (Hallovi platoi) koje se opažaju u tim uvjetima ne ovise o materijalu uzorka i mogu se izraziti preko temeljnih prirodnih konstanti:

$R_{H}={\frac {q\cdot h}{e^{2}}}$

gdje je:q-racionalni broj,h-Planckova konstanta,e-elementarni električni naboj.