Ква́нтовый эффе́кт Хо́лла — эффект квантования холловского сопротивления или проводимости двумерного электронного газа в сильных магнитных полях и при низких температурах. Квантовый эффект Холла (КЭХ) был открыт Клаусом фон Клитцингом в 1980 году, за что впоследствии, в 1985 году, он получил Нобелевскую премию.
Эффект Холла — это возникновение в электрическом проводнике разности потенциалов (напряжения Холла) на краях образца, помещённого в поперечное магнитное поле, при протекании тока, перпендикулярного полю. Холловское напряжение, пропорциональное магнитному полю и силе тока, было обнаружено Эдвином Холлом в 1879 году и эффект получил его имя.
Дро́бный ква́нтовый эффе́кт Хо́лла — одно из проявлений квантового эффекта Холла, когда при дробных числах заполнения уровней Ландау в двумерном электронном газе на графической зависимости холловского сопротивления от величины магнитной индукции наблюдаются участки с неизменным поперечным сопротивлением — «плато».
Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов проводить электрический ток без диссипации с одновременным выталкиванием магнитного поля, — явлением известным как эффект Мейснера, заключающимся в полном или частичном вытеснении магнитного поля из объёма сверхпроводника. Существование этого эффекта показывает, что сверхпроводимость не может быть описана просто как идеальная проводимость в классическом понимании. Выталкивание магнитного поля также отличает сверхпроводимость и от других мезоскопических явлений протекающих без диссипации, таких как, незатухающих токов, квантового эффекта Холла.
Аномальный эффект Холла (АЭХ) — появление напряжения в образце перпендикулярного направлению пропускаемого через образец тока, наблюдающееся в отсутствие приложенного постоянного магнитного поля, то есть явление полностью аналогичное эффекту Холла, но наблюдающееся без внешнего постоянного магнитного поля. Используется для изучения электрических и магнитных свойств проводников.
Сверхпроводник — материал, электрическое сопротивление которого при понижении температуры до некоторой величины Tc становится равным нулю (сверхпроводимость). При этом говорят, что материал приобретает «сверхпроводящие свойства» или переходит в «сверхпроводящее состояние».
Вихревые токи, или токи Фуко́ — вихревой индукционный объёмный электрический ток, возникающий в электрических проводниках при изменении во времени потока магнитного поля, действующего на них.
Графе́н — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом. Атомы углерода находятся в sp2-гибридизации и соединены посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость слоистого графита, отделённую от объёмного кристалла. По оценкам, графен обладает большой механической жёсткостью и рекордно большой теплопроводностью. Высокая подвижность носителей заряда, которая оказывается максимальной среди всех известных материалов, делает его перспективным материалом для использования в самых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники и возможную замену кремния в интегральных микросхемах.
Эффе́кт Ааро́нова — Бо́ма — квантовое явление, при котором на частицу с электрическим зарядом или магнитным моментом, электромагнитное поле влияет даже в тех областях, где напряжённость электрического поля и индукция магнитного поля равны нулю, но не равны нулю скалярный и/или векторный потенциалы электромагнитного поля.
Эффект Мейснера, эффект Мейсснера — полное вытеснение магнитного поля из объёма проводника при его переходе в сверхпроводящее состояние. Впервые явление наблюдалось в 1933 году немецкими физиками В. Мейснером и Р. Оксенфельдом.
Гига́нтское магнетосопротивле́ние, гигантское магнитосопротивление, ГМС — квантовомеханический эффект, наблюдаемый в тонких металлических плёнках, состоящих из чередующихся ферромагнитных и проводящих немагнитных слоёв. Эффект состоит в существенном изменении электрического сопротивления такой структуры при изменении взаимного направления намагниченности соседних магнитных слоёв. Направлением намагниченности можно управлять, например, приложением внешнего магнитного поля. В основе эффекта лежит рассеяние электронов, зависящее от направления спина. За открытие гигантского магнетосопротивления в 1988 году физики Альбер Ферт и Петер Грюнберг были удостоены Нобелевской премии по физике в 2007 году.
Ква́нтовый эффе́кт Хо́лла в графене или необы́чный ква́нтовый эффе́кт Хо́лла — эффект квантования холловского сопротивления или проводимости двумерного электронного газа или двумерного дырочного газа в сильных магнитных полях в графене. Этот эффект был предсказан теоретически и подтверждён экспериментально в 2005 году.
Сла́бая локализа́ция — совокупность явлений, обусловленных эффектом квантово-механической интерференции электронов самих с собой в слабо разупорядоченных материалах с металлическим типом проводимости. Явления слабой локализации являются универсальными и проявляются в любых неупорядоченных проводниках — в металлическом стекле, тонких металлических плёнках, системах с двумерным электронным газом и других мезоскопических системах.
Туннельное магни́тное сопротивле́ние, туннельное магнитосопротивление или магнетосопротивление — квантовомеханический эффект, проявляется при протекании тока между двумя слоями ферромагнетиков, разделенных тонким слоем диэлектрика. При этом общее сопротивление устройства, ток в котором протекает из-за туннельного эффекта, зависит от взаимной ориентации полей намагничивания двух магнитных слоев. Сопротивление выше при антипараллельной намагниченности слоев. Эффект туннельного магнитного сопротивления похож на эффект гигантского магнитного сопротивления, но в нём вместо слоя немагнитного металла используется слой изолирующего туннельного барьера.
В физике элементарных частиц майора́новский фермио́н, или фермио́н Майора́ны — фермион, который является своей собственной античастицей. Существование таких частиц было впервые рассмотрено итальянским физиком Этторе Майораной в 1937 году. В экспериментах с полупроводниковыми нанопроволоками наблюдались квазичастицы, обладающие свойствами майорановского фермиона. Экспериментальное обнаружение майорановских частиц как в физике высоких энергий, так и в области физики твёрдого тела приведёт к важным последствиям для науки в целом.
Кинетическая индуктивность характеризует вклад в энергию электрического тока за счет кинетической энергии носителей тока, в дополнение к энергии магнитного поля
- ,
Модель критического состояния — это предложенная в 1962 году Чарльзом Бином модель для описания необратимой кривой намагничивания жестких сверхпроводников.
Эффект Литтла — Паркса был обнаружен в 1962 году Уильямом А. Литтлом и Роландом Д. Парком в экспериментах с тонкостенными сверхпроводящими цилиндрами помещёнными в параллельное магнитное поле. Это одно из первых указаний на важность куперовского спаривания.
Эффект близости или эффект Холма — Мейснера — термин, используемый в области сверхпроводимости для описания явлений, которые происходят, когда сверхпроводник (S) находится в контакте с «нормальным» (N) несверхпроводником. Обычно критическая температура сверхпроводника понижается, и в нормальном материале наблюдаются признаки слабой сверхпроводимости на мезоскопических расстояниях. Эффект близости известен со времён новаторских работ Р. Холма и У. Мейснера. Они наблюдали нулевое сопротивление в прессованных контактах SNS, в которых два сверхпроводящих металла разделены тонкой плёнкой из несверхпроводящего металла. Открытие сверхтока в контактах SNS иногда ошибочно приписывают работе Брайана Джозефсона 1962 года, однако этот эффект был известен задолго до его публикации и понимался как эффект близости.
Незатухающий ток — постоянный электрический ток, не требующему внешнего источника энергии. Такой ток невозможен в обычных электрических устройствах, так как все обычно используемые проводники имеют ненулевое сопротивление, и это сопротивление быстро рассеивает любой такой ток в виде тепла. Однако в сверхпроводниках и некоторых мезоскопических устройствах возможны и наблюдаются незатухающие токи из-за квантовых эффектов. В резистивных материалах постоянные токи могут появляться в микроскопических образцах из-за размерных эффектов. Незатухающие токи широко используются в виде сверхпроводящих магнитов.