Стала фон Клітцинга, , де стала Планка, а — елементарний електричний заряд, є універсальною фізичною сталою з розмірністю опору.
В Міжнародній системі величин (ISQ) квант електричного опору дорівнює
Фізична природа Редагувати
Таке значення набирає поперечний магнітоопір в квантовому ефекті Хола при певному значенні прикладеного магнітного поля. У дуже сильному магнітному полі поперечна складова магнітопровідності (величини оберненої до магнітоопору) дорівнює нулю, а, отже, поперечний магнітоопір нескінченний. У магнітному полі, меншому від певного значення, поперечний магнітоопір стрибком змінюється від нескінченості до величини, яка дорівнює сталій фон Клітцинга. При подальшому зменшенні магнітного поля поперечний магнітопір продовжує зменшуватися стрибками, дорівнюючи , де n — ціле число у випадку цілочисленного квантового ефекта Хола.
Оскільки поперечна складова магнітопору приймає чітко визначені, «квантовані» значення, вона може служити еталоном, одиницею вимірювання в тих випадках, коли опір системи визначається квантовими ефектами. Тому цей опір отримав назву кванта опору. Крім поперечного магнітоопору в одиницях кванта опору вимірюється також опір точкового квантового контакту.
Загалом, наочно це найбільше можливе скінченне значення опору двовимірної системи можна уявити собі як опір площини, на якій існує тільки один-єдиний шлях, через який носій заряду може перебратися з одного боку на інший.
Квант електричного опору використовується як еталон опору, оскільки його можна надійно реалізувати й відтворити, і він не залежить від матеріалу провідника й інших параметрів установки. В 1987 році 18-та Генеральна конференція мір і ваг прийняла конвенційне визначення кванта опору (константи фон Клітцинга), який позначається RK-90, оскільки воно введено в дію з 1990 року. Величина RK-90, що використовується для калібрування опорів, дорівнює 25 812,807 Ом (точно).
Інші вирази Редагувати
Вираз для кванта опору в ISQ можна переписати в формі
де — стала тонкої структури, а — хвилевий опір вакууму:
де : — діелектрична проникність вакууму, а — магнітна проникність вакууму.
В системі СГС формулу для сталої фон Клітцинга теж можна подати у такому вигляді, якщо прийняти
де c — швидкість світла.
Дивисть також Редагувати
Література Редагувати
- Very- Low- Frequency Resonance of MOSFET Amplifier Parameters, Solid- State Electronics, Vol.37, No.10, pp. 1739—1751, 1994.
- Very- Low- Frequency (VLF) Investigations of the MOSFET's High- order Derivatives, Solid- State Electronics, Vol.38, No.3, pp. 661—671, 1995.