#文史人物#之美国著名物理学家爱德温·霍尔

文史公曰：霍普金斯研究生院博士，如雷贯耳的罗兰教授弟子；他24岁时发现了大名鼎鼎的霍尔效应，以其人名命名并流传于世；他的伟大之处是发现霍尔效应时，电子尚未被发现；霍尔效应在应用技术中特别重要，霍尔效应已广泛应用到我们的生活中；在霍尔效应发现百年后，物理学家发现了量子霍尔效应。量子霍尔效应在凝体物理研究里占据着极其重要的地位。整数量子霍尔效应、分数量子霍尔效应、半整数量子霍尔效应相继获得诺贝尔奖，一代一代的科学家为之着迷与献身。

霍尔效应的核心理论就是，带电粒子（例如电子）在磁场中运动时会受到洛伦兹力的作用发生偏转，那么在磁场中的电流也有可能发生偏转。当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，在导体两端堆积电荷从而在导体内部产生电场，其方向垂直于电流和磁场的方向。当电场力和洛伦兹力相平衡时，载流子不再偏转。而此时半导体的两端会形成电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。

总的来说，霍尔效应其实是电信号与磁信号的桥梁，任何电信号转换为磁信号的地方都可以有霍尔传感器。

在霍尔效应发现100年后的1980年，1980年德国物理学家克劳斯·冯·克利青在实验中，冯·克利青从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现了一种新的量子霍尔效应，即霍尔电阻随磁感应强度的变化不是线性的而是台阶式的，出现台阶处的电阻值与材料的性质无关，而是由一个常数h/e2除以不同的整数，他也因此获得了1985年度的诺贝尔物理学奖。

量子霍尔效应有两种，分别是整数和分数量子霍尔效应，冯·克利青发现的整数量子霍尔效应。

1982年，崔琦和霍斯特·施特默对在更强磁场和超低温实验条件下的电子进行了研究。崔琦和霍斯特·施特默发现的是分数量子霍尔效应。罗伯特·劳克林提出了理论解释。这个发现使人们对量子现象的认识更进一步，他们为此获得了1998年的诺贝尔物理学奖。

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