Konduktanssikvantti

Konduktanssikvantti on suurin konduktanssi, jonka yhden sähköisen kanavan omaava normaalitilainen johdin voi saavuttaa. Konduktanssikvantti määräytyy kahden luonnonvakion, alkeisvarauksen $e$ ja Planckin vakion $h$ suhteesta. Sen suuruus on

${\frac {e^{2}}{h}}=3{,}87404629\cdot 10^{-5}$ siemensiä.

Sähköisten kanavien lukumäärä $N$ määräytyy johteen poikkipinta-alasta $A$ ja elektronien fermiaallonpituudesta $\lambda _{F}$:

$N\sim {\frac {2A}{\lambda _{F}^{2}}}.$

Numero kaksi tulee elektronin spin-vapausasteiden lukumäärästä. Tarkka poikittaiskanavien määrän kriteeri riippuu johteen sähköisestä potentiaaliprofiilista, ja se saadaan laskemalla kuinka monen seisovan poikittaisaallon energia on johteen fermienergiaa pienempi.

Kvantti-Hall-ilmiössä poikittais- eli Hall-konduktanssi on konduktanssikvantin monikerta. Normaali-suprajohdeliitoksessa kanavakohtainen maksimikonduktanssi on Andrejevin heijastuksen vuoksi ${\frac {4e^{2}}{h}}$.

Katso myös

• Lämpökonduktanssikvantti

Aiheesta muualla

Ensimmäiset osoitukset konduktanssin kvantittumisesta puhtaissa johteissa:

• van Wees et al. (1988). "Quantized conductance of point contacts in a two-dimensional electron gas". Physical Review Letters 60: 848–850.
• Wharam, D.A. et al. (1988). "One-dimensional transport and the quantization of the ballistic resistance". Journal of Physics C 21: L209.

Hall-konduktanssin kvantittuminen:

• von Klitzing, G. Dorda, and M. Pepper, Physical Review Letters 45, 494 (1980)