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什么是量子霍尔效应?定义磁场和电压关系

发布时间:2023-07-09 01:22来源:奇趣网编辑:QiQu阅读: 当前位置:奇趣网 > 科学探索 > 手机阅读

导语:科学改变生活,科学改变未来,科学是人类认识世界的一种最有效的实践方法,人类在科学领域一直在探索,根据最新消息,复旦大学物理学系课题组观测到了三维量子霍尔效应,那么你们知道什么是量子霍尔效应吗?之前小编为大家讲解过十个令人震惊的科学发现,今天呢就为大家详细介绍量子霍尔效应,感兴趣的不妨一起往下看!

什么是量子霍尔效应?

什么是量子霍尔效应?定义磁场和电压关系

量子霍尔效应,指的就是量子力学版本的霍尔效应,霍尔效应呢是一种电磁效应,于1879年,美国物理学家霍尔所发现的,霍尔效应定义了磁场和电压的关系,这个效应早在很多年前就已经被人们所知晓并且理解,现今霍尔效应广泛适用于电磁学领域,霍尔效应传感器应用于电力系统中。

什么是量子霍尔效应?定义磁场和电压关系

霍尔效应是在研究金属的导电机制时被发现的,当电流垂直在外磁场并通过半导体时,这时载流子便会发生偏转,电流和磁场的方向会产生附加的电场,最后半导体的两端就会产生电势差,这一现象就是霍尔效应,霍尔效应应该用左手来判断。

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量子霍尔效应被看做是整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的统称,整数量子霍尔效应的发明人是冯克利青等人,需要在强磁场和低温的二维电子气体中才有明显的量子化性质。而分数量子霍尔效应是由崔琦等人所发现的,需要在迁移率较高的二维电子气体中才能被观测到。

直到2004年,英国物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,在实验室里面成功的从石墨中分离出了石墨烯,进而在室温下观测到了量子霍尔效应。

什么是量子霍尔效应?定义磁场和电压关系

量子霍尔效应存在的条件,需要在低温以及很强的磁场条件下才可以被观测到,量子霍尔效应是20世纪以来物理领域最为重要的科学发现之一,自从量子霍尔效应被科学家们发现的一百多年里面,科学家们对其研究只局限于二维体系中,从来都没有超出该领域的发现,三维量子霍尔效应的观测实在是太让人惊奇了。

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三维量子霍尔效应

据有关消息称,2018年12月18日,复旦大学物理学系修发贤课题组的最新研究成果表明,在三维空间竟然发现了量子霍尔效应,这是中国科学家首次发现到的。根据以往的科学实验表明,量子霍尔效应只可能在二维空间或者准二维体系中发生。

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三维量子霍尔效应发现的重要意义

研究成果《砷化镉中基于外尔轨道的量子霍尔效应》,在三维空间观测到三维量子霍尔效应,这一发现是证实新型三维量子霍尔效应的直接证据,是人类科学从二维能够迈到三维的最为关键的一步。有许多网友听到这一消息十分兴奋,纷纷评论:不明觉厉,厉害了,我的国!

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三维量子霍尔效应推动了科学领域的发现,增强了科学家们的信心和动力,代表着科学领域又向前走了一大步。另外,量子霍尔效应的研究,对于研制出低能耗的电子器件也有很大帮助。

导语:现在技术越来越发达,很多疾病都不再是什么疑难杂症,对于耳聋患者来说也是这样。比如各种先天性耳聋、药物性中毒性耳聋、病毒性感染所致的耳聋等等都是可以通过人造耳蜗来听到声音的。但是人造耳蜗价格比较昂贵,这是为什么呢?

人造耳蜗多少钱

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人造耳蜗是一直价值比较高的,可以长期甚至终身使用的人工器官。它有着极高的安全性和可靠性,可能是因为使用周期比较长,所以价格偏贵。一般来说进口的人造耳蜗技术比较先进,各方面都不错。价格在十几万到二十几万不等,一般价格在20万以上的比较好,20万以下的比较落后。

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中国国内耳蜗面世时间比较短,各方面很多东西都有所不足,市面价格大约在8-10万之间,不管是安全性还是稳定性都不能过于保证。

为什么这么贵?

人造耳蜗在功能上来看是一种听神经补偿系统,也是世界人类历史上第一个真正意义上的“人工器官”。它在研发方面肯定是有国家支持的,人造耳蜗研发需要一个专业的团队,这个团队需要容纳各方面的顶级专家人才,所以这样一个完整的团队肯定是比较贵的。

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人造耳蜗有着超长的研发周期,在高精尖的人造器官领域跟其他常规医疗领域投入相比,投入的费用等级完全是不一样的。所以人造耳蜗的研发成本极高,同时还面临着不断的更新换代,这些都需要研发成本来维护。

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人造耳蜗主要分为体内和体外两部分,这些所有的零件和材料都需要顶级的货物,在工艺方面的要求也是相当高的,其中涉及到了很多专利和技术的垄断,所以在人工耳蜗的生产制造成本环节费用是相当高的。

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人造耳蜗在打开市场之前需要有大量的市场投入,在流通过程中价格逐渐水涨船高是必然的,还有很多隐形的投资也是必不可少的。

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人造耳蜗虽然算是一大技术革新,但是在价格方面确实不太友好。估计在广大患者中间受益的并不太多,不过大家也不用过于担心,在后期技术更加成熟,更多生产商的加入之后,人造耳蜗价格肯定会降低的,未来会有更多的患者听到世界的声音。

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