Grundlagen der Halbleiterphysik II by Jürgen Smoliner

Autor:Jürgen Smoliner
Die sprache: deu
Format: epub
ISBN: 9783662576823
Herausgeber: Springer Berlin Heidelberg

Abb. 3.14Randkanäle beim Quanten-Hall-Effekt. ist die Spannung am jeweiligen Kontakt, der Strom durch die Probe und das Magnetfeld senkrecht zur Probenebene

Weil man den hier nicht unbedingt braucht, kehrt auch der Kollege Gross jedweden, unnötig komplizierten Landauer-Büttiker Formalismus ganz dezent unter den Teppich und argumentiert folgendermaßen: Der Strom fließt von Kontakt 1 zu Kontakt 4 und verschwindet dort. Die Elektronen drehen also sicher keine komplette Runde durch die Probe, weil sie ja eben vom Kontakt 4 abgesaugt werden. Kontakt 4 kann problemlos auf Masse liegen. Wegen des Magnetfeldes und der Lorentz-Kraft fließt der Strom aber nur am oberen Rand der Probe, wo sich wegen der Hall-Spannung eine Überschusskonzentration von Elektronen in den Randkanälen gebildet hat. Da Kontakt 5 und 6 keinen Strom aufnehmen (hochohmige Spannungsmessung) und der Stromtransport, wie weiter oben diskutiert, ballistisch ist, haben im hohen Magnetfeld beide Kontakte das gleiche Potential wie Kontakt 1, nämlich . Der Spannungsabfall wird also erst im Kontakt 4 vernichtet aber nicht auf dem Weg dorthin. Am unteren Rand der Probe gibt es einen Elektronenmangel (Löcher sozusagen). Daher fließt der Strom in die entgegengesetzte Richtung, und die Kontakte 2 und 3 liegen auf dem gleichen Potential wie Kontakt 4, nämlich auf null. Der Widerstand zwischen Kontakt 2 und 6 (oder 3 und 5) ist damit bei Spinentartung

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