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

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

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 Andreevin 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.
• D.A. Wharam 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)