Kwantumweerstand bij kamertemperatuur

vrijdag 23 februari 2007 14:12 | louise | 3614 keer bekeken | 0 reacties | 0 x aanbevolen

Het kwantum Hall-effect is de ongekend nauwkeurige basis onder metingen van de elektrische weerstand. Door onderzoek van een internationale groep fysici kan het niet alleen vlakbij het absolute nulpunt worden gemeten, maar ook bij kamertemperatuur.

De onderzoekers maten het effect bij zeer hoge magneetvelden in grafeen, een recente ontdekte nieuwe vorm van koolstof (één enkele atoomlaag dik). Volgens de onderzoekers maakt de doorbraak kleine apparatuur mogelijk die weerstand extreem nauwkeurig meet, bij makkelijk te behalen temperaturen en magneetveldsterktes. Een artikel van de groep verschijnt op 15 februari 2007 in Science Express, het on-line zusterblad van Science.
Het kwantum Hall-effect werd in 1980 ontdekt door de Duitse natuurkundige Klaus von Klitzing; hij kreeg er in 1985 de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor. Het gaat om de kwantumversie van een effect dat in 1879 door Edwin Hall werd ontdekt. Die merkte dat een dun plaatje geleider- of halfgeleidermateriaal in een magneetveld, een spanningsverschil opwekt, de zogenaamde Hall-spanning. De grootte hiervan is karakteristiek voor de samenstelling van een materiaal. Wordt het plaatje superdun gemaakt (natuurkundigen spreken dan van een tweedimensionaal elektronengas), dan vertoont de Hall-spanning plateaus. De bijbehorende Hall-weerstand is dan precies 25.812,807 Ohm. Deze waarde kan met een precisie van één op de biljoen gemeten worden. Het kwantum Hall-effect leverde zo een nieuwe standaard voor de elektrische weerstand op, die sinds 1990 de von Klitzing constante wordt genoemd.

Tot nog toe kon het kwantum Hall-effect slechts bij een paar graden boven het absolute nulpunt (-273 C) worden gemeten. Pogingen om het effect ook bij hogere temperaturen te meten, waren tot mislukken gedoemd. Met het nieuwe materiaal grafeen blijkt daar verandering in gekomen te zijn. Grafeen is een dunne laag grafiet (de stift in een potlood) van maar één koolstofatoom dik. Het materiaal heeft unieke eigenschappen, zoals het opwekken van een kwantum Hall-effect bij hoge temperaturen. Het is voor het eerst dat in een vaste stof bij kamertemperatuur een voor het ijkwezen relevant verschijnsel gemeten kan worden.

Zie verder: Kennislink 

Hall-effect. Bewegende lading (een stroom elektronen) in een magneetveld voelen een kracht loodrecht op bewegingsrichting én de magneetrichting: de Lorentz-kracht. Het elektrische veld dat daardoor wordt opgewekt levert de Hall-spanning (batterij).

Bron: Kennislink
Externe link: http://www.yayabla.nl

 Quote

Wij, de mensen, hebben het beheer verloren. Bedrijven, legale ficties die wij zelf twee eeuwen geleden in het leven hebben geroepen, hebben nu meer rechten, vrijheden en macht dan wijzelf.
Uit het boek "cultuurkrakers" van Kalle Lasn