Режимы нейтралей в электроустановках: виды, особенности и применение

Какие бывают режимы нейтралей в электрических сетях. Как выбрать оптимальный режим нейтрали. Каковы преимущества и недостатки разных способов заземления нейтрали. Как режим нейтрали влияет на работу электроустановки.

Виды режимов нейтрали в электроустановках

Режим нейтрали — это способ соединения нейтральной точки обмоток трансформаторов и генераторов с землей. В электроустановках применяются следующие основные режимы нейтрали:

• Глухозаземленная нейтраль
• Изолированная нейтраль
• Компенсированная нейтраль
• Нейтраль, заземленная через резистор

Выбор режима нейтрали зависит от класса напряжения сети, условий электробезопасности, бесперебойности электроснабжения и других факторов. Рассмотрим особенности каждого режима подробнее.

Глухозаземленная нейтраль

При глухозаземленной нейтрали нейтральная точка трансформатора или генератора напрямую соединяется с заземляющим устройством. Этот режим применяется в сетях напряжением до 1 кВ и в сетях 110 кВ и выше.

Особенности глухозаземленной нейтрали:

• Обеспечивает высокую электробезопасность
• Позволяет быстро отключать однофазные замыкания на землю
• Требует частого срабатывания защит при замыканиях на землю
• Вызывает большие токи короткого замыкания

Глухое заземление нейтрали наиболее эффективно в сетях низкого напряжения с большим количеством однофазных электроприемников.

Изолированная нейтраль

При изолированной нейтрали отсутствует специальное соединение нейтральной точки с землей. Этот режим применяется в сетях 3-35 кВ.

Основные характеристики изолированной нейтрали:

• Обеспечивает надежную работу сети при однофазных замыканиях на землю
• Позволяет продолжать работу при замыкании одной фазы на землю
• Требует сложных защит от замыканий на землю
• Создает опасность перенапряжений при дуговых замыканиях

Изолированная нейтраль применяется в сетях с малыми емкостными токами замыкания на землю.

Компенсированная нейтраль

При компенсированной нейтрали к нейтральной точке подключается дугогасящий реактор. Такой режим используется в сетях 6-35 кВ.

Ключевые особенности компенсированной нейтрали:

• Компенсирует емкостные токи замыкания на землю
• Снижает перенапряжения при дуговых замыканиях
• Позволяет работать длительное время с замыканием на землю
• Требует настройки дугогасящих реакторов

Компенсация нейтрали эффективна в сетях с большими емкостными токами замыкания на землю.

Нейтраль, заземленная через резистор

При резистивном заземлении нейтрали к нейтральной точке подключается резистор. Этот режим применяется в сетях 6-35 кВ.

Характерные черты резистивного заземления нейтрали:

• Ограничивает ток замыкания на землю
• Снижает перенапряжения при дуговых замыканиях
• Обеспечивает селективную работу релейных защит
• Требует отключения при устойчивых замыканиях на землю

Резистивное заземление нейтрали является компромиссным решением между изолированной и глухозаземленной нейтралью.

Как выбрать оптимальный режим нейтрали?

При выборе режима нейтрали необходимо учитывать следующие факторы:

• Класс напряжения сети
• Требования к надежности электроснабжения
• Условия электробезопасности
• Величину емкостных токов замыкания на землю
• Характер нагрузки

Для сетей до 1 кВ оптимальным является глухое заземление нейтрали. В сетях 6-35 кВ выбор делается между изолированной, компенсированной и резистивно-заземленной нейтралью. Для сетей 110 кВ и выше применяется эффективное заземление нейтрали.

Влияние режима нейтрали на работу электроустановки

Режим нейтрали оказывает существенное влияние на следующие аспекты работы электроустановки:

• Уровень изоляции оборудования
• Токи короткого замыкания
• Перенапряжения при коммутациях и замыканиях
• Условия работы релейной защиты
• Электробезопасность персонала

Правильный выбор режима нейтрали позволяет оптимизировать технико-экономические показатели электроустановки и обеспечить ее надежную и безопасную эксплуатацию.

Особенности эксплуатации сетей с разными режимами нейтрали

При эксплуатации электрических сетей с различными режимами нейтрали необходимо учитывать следующие особенности:

• В сетях с изолированной нейтралью требуется контроль изоляции
• В компенсированных сетях нужна настройка дугогасящих реакторов
• В сетях с резистивным заземлением важен выбор сопротивления резистора
• В сетях с глухозаземленной нейтралью необходим качественный контур заземления

Соблюдение этих требований обеспечивает эффективность выбранного режима нейтрали и надежную работу электроустановки в целом.

Современные тенденции в выборе режимов нейтрали

В последние годы наблюдаются следующие тенденции в применении режимов нейтрали:

• Расширение применения резистивного заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ
• Использование комбинированного заземления через резистор и реактор
• Внедрение автоматических регуляторов компенсации емкостного тока
• Применение систем селективной защиты от замыканий на землю

Эти решения направлены на повышение надежности электроснабжения и снижение аварийности в электрических сетях.

Лекция 1. Режимы заземления нейтрали

Оглавление

Лекция 1. Режимы заземления нейтрали 2

Лекция 2. Выключатели 6-750 кВ 9

Лекция 3. Ещё виды заземления нейтрали и разъединители 32

Лекция 4. Допустимые операции с разъединителями. 48

Лекция 5. Коммутация элементов в цепи с трансформатором 61

Лекция 6. Схемы распределительных устройств 69

Лекция 7. Вывод в ремонт сборных шин 90

Лекция 8. Вывод в ремонт присоединений, примыкающих к распределительным устройствам. 95

Лекция 9. Оперативная блокировка 100

Лекция 10 Наложение режимов друг на друга 114

Лекция 11. Вращающиеся электрические машины 142

Лекция 12. Самосинхронизация, привод и самозапуск 147

Сначала на лекции был небольшой экскурс про то, как устроена типичная схема электростанций. И там важный пункт был такой, что напряжение мы меняем из-за двух причин. В большую сторону чтобы уменьшить потери при передаче энергии. В меньшую сторону, чтобы сделать двигатели собственных нужд компактные. Ведь если будет большое напряжение, то нужна большая изоляция, и тогда двигатели будут большие. Ну и наоборот, если двигателям давать маленькое напряжение, то тогда провода были бы толстые, а промежутки между проводами маленькие, это тоже не очень хорошо. И обычно делают всё на 6,3 кВ.

Потом была куча слов про то, почему используем переменный трёхфазный ток. Кратко: переменный, потому что генераторы и двигатели переменного тока легче эксплуатировать; трансформаторы работают только на переменке, а нам нужны они, чтобы повышать/понижать напряжение. Используем трёхфазный, потому что одна фаза нам не даст вращающегося поля для двигателей/генераторов, две не используем, потому что не будет скомпенсирована система в нейтральной точке, и там надо было бы делать всегда 4 провода (2 фазы = 2 обмотки, у каждой обмотки начало и конец, 4 выхода = 4 провода), а в трёхфазной можно всё спокойно стянуть всё в одну точку, и по итогу начала обмоток уже соединены друг с другом и остаются только 3 выхода.

Режимы заземления нейтрали

В трёхфазной сети нейтралью называется общая точка трёх фаз. Исходя из этого определения, можно сказать, что понятие нейтрали тесно связано с соединением фаз, которое происходит в некоторой электрической машине – например, в генераторе, трансформаторе или двигателе. Понятие нейтрали неуместно для линии электропередачи или шины, ведь там фазы не соединяются друг с другом. Также ясно, что нейтраль существует в схеме соединения обмоток «звезда» (хотя бывают менее распространённые схемы с нейтралью, например, схема «зигзаг»). Нейтраль как таковая отсутствует в схеме «треугольник» – в этой схеме нет общей точки соединения трех фаз.

Теперь, когда мы уточнили термин «нейтраль», можно задаться вопросом, в каком случае её следует заземлять, а в каком – нет. Ответ на этот вопрос базируется на трех главенствующих принципах нашей отрасли: электробезопасность, надёжность и экономичность. Для сетей разного класса напряжения на первый план выходит тот или иной принцип.

Режимы заземления нейтрали в сетях напряжением до 1 кВ

В сетях 0,4 кВ основным требованием является электробезопасность человека. Эти сети не всегда эксплуатируются квалифицированным персоналом. Любой человек в современном мире в обычных бытовых условиях имеет физический доступ к токоведущим частям электроустановок с таким напряжением. Также важно, что именно на этом напряжении сосредоточена основная доля конечных потребителей. Поэтому из соображений электробезопасности нейтраль в сетях напряжением 0,4 кВ, как правило, заземлённая.

Если нейтраль заземлена, то касание фазного провода приведёт к электрическому удару. При этом между рукой и ногой человека будет приложено фазное напряжение, например, 220 В (см. рис. 1, а). Это напряжение, безусловно, опасное. Если же нейтраль изолирована, электроустановка не повреждена, а человек испытывает прямое прикосновение к одной токоведущей части, например к фазе В, то его не ударит током. Действительно, в этом случае нет контура для замыкания тока, так как нейтраль не связана с землёй (см.

рис. 1, б). И если бы все ситуации с участием человека исчерпывались бы только такими случаями, то было бы логично применить именно изолированную нейтраль.

Однако, до касания человеком фазного провода электроустановка может быть уже повреждена. Рассмотрим случай, когда до прямого прикосновения человеком одной фазы произошло однофазное замыкание другой фазы на землю (рис. 2). На рис. 2, а рассмотрена ситуация, когда из-за повреждения изоляции возникает однофазное КЗ фазы А на землю в сети заземлённой нейтралью. В этом случае возникнет большой ток повреждения, который в течение десятков миллисекунд будет отключен автоматическим выключателем, предохранителем или устройством защитного отключения. Если за столь краткое время человек успеет коснуться соседней фазы (что весьма маловероятно), то напряжение между рукой и ногой составит 220 В.

На рис. 2, б рассмотрена ситуация, когда из-за повреждения изоляции возникает ОЗЗ фазы А на землю в сети с изолированной нейтралью. Такое замыкание не является коротким, поэтому установка продолжит свою работу. Данное замыкание не сопровождается таким же мощным акустическим и визуальным эффектом, как короткое замыкание, поэтому человек может попросту не догадываться об авариной ситуации. То есть такой режим может существовать довольно долго. Допустим, что в течение такого режима человек касается неповреждённой фазы В (или С). Вероятность прямого прикосновения повышается из-за фактора времени. Поэтому велика вероятность, что человек коснётся фазного провода в режиме однофазного замыкания другой фазы. В этом случае он получит сильный удар током, причём между рукой и ногой будет приложено напряжение не фазное (220 В), а уже линейное (380 В), что гораздо опаснее. Вывод из сказанного следующий. Обе сети (с заземлённой и изолированной нейтралями) по-своему опасны для человека, но наименее опасна сеть с заземлённой нейтралью. Именно поэтому в подавляющем большинстве случаев применяют такие узаконенные правилами ПУЭ системы заземления как TT, TN-C, TN-S, TN-C-S, где первая буква Т расшифровывается «terra», «земля», то есть заземлённая нейтраль.

[На напряжении 0,4 кВ нейтраль изолируют только при выполнении следующих условий. Во-первых, если требуется очень высокая надёжность электроснабжения потребителя, то есть недопустимо отключение потребителя при однофазном замыкании на землю. Во-вторых, если такая электроустановка эксплуатируется квалифицированным персоналом, способным быстро находить и ликвидировать однофазные замыкания на землю. В-третьих, если существуют сложности в построении контура заземления с требуемыми параметрами. Примеры: мобильная военная техника, водное или воздушное судно, система собственных нужд подстанции, горные выработки с высокоомным скальным грунтом. Такая система заземления называется IT, где буква I указывает на изоляцию нейтрали относительно земли.]

Режимы нейтрали и заземляющие устройства в электрических установках РНЗУ1-С-Р (Стендовое исполнение, ручная версия)

Навигация:Главная›Для ВУЗов, техникумов и ПУ›Электроэнергетика. Релейная защита. Электроснабжение›Комплекты типового лабораторного оборудования›Режимы нейтрали и заземляющие устройства в электрических установках›Режимы нейтрали и заземляющие устройства в электрических установках РНЗУ1-С-Р (Стендовое исполнение, ручная версия)

В избранномВ избранное Артикул: УТ-625 Цена: предоставляется по запросу Задать вопрос по оборудованию

Состав: Трехфазный источник питания Однофазный источник питания Активная нагрузка Модель замыкания на землю Модель линии электропередачи Линейный реактор Реостат Индуктивная нагрузка Модель заземлителя с вертикальным трубчатым электродом Трехфазная трансформаторная группа Трехфазная трансформаторная группа Блок мультиметров (3 мультиметра) Лабораторный стол с двухуровневой рамой Лабораторный стол с двухсекционным контейнером и двухуровневой рамой Набор аксессуаров для комплекта РНЗУ1-Н-Р Методическое обеспечение: Руководство по выполнению базовых экспериментов «Режимы нейтрали и заземляющие устройства в электрических установках» Сборник руководств по эксплуатации компонентов аппаратной части комплекта РНЗУ1-С-Р Технические характеристики: Потребляемая мощность, В·А, не более 500 Электропитание: — от трехфазной сети переменного тока с рабочим нулевым и защитным проводниками напряжением, В — и от однофазной сети переменного тока с рабочим нулевым и защитным проводниками напряжением, В — частота, Гц  380 ± 38 220 ± 22 50 ± 0,5 Класс защиты от поражения электрическим током I Габаритные размеры, мм, не более — длина (по фронту)  — ширина (ортогонально фронту) — высота 2х910 850 1600 Масса, кг, не более 180 Количество человек, которое одновременно и активно может работать на комплекте  2 Лабораторные работы: 1. Режимы нейтрали в электрических установках. 1.1.   Натурное моделирование режимов нейтрали в электрической установке путем изменения индуктивного сопротивления реактора в нейтрали трансформатора и снятие зависимостей от этого сопротивления тока устойчивого однофазного короткого замыкания, напряжений неповрежденной фазы и нейтрали трансформатора. 1.2.   Натурное моделирование режимов нейтрали в электрической установке путем изменения сопротивления резистора в нейтрали трансформатора и снятие зависимостей от этого сопротивления тока устойчивого однофазного короткого замыкания, напряжений неповрежденной фазы и нейтрали трансформатора. 1.3.   Определение влияния разземления нейтрали трансформатора на режим эффективного заземления нейтрали в электрической установке. 1.4.   Снятие зависимостей напряжений фаз и тока устойчивого однофазного короткого замыкания от активного сопротивления в месте замыкания в режиме изолированной нейтрали электрической установки. 1. 5.   Снятие зависимостей напряжений фаз, напряжения нейтрали заземляющего трансформатора и тока устойчивого однофазного короткого замыкания от активного сопротивления в месте замыкания в режиме компенсированной нейтрали электрической установки. 1.6.   Снятие зависимостей напряжений фаз, напряжения нейтрали заземляющего трансформатора и тока устойчивого однофазного короткого замыкания от активного сопротивления в месте замыкания в сети с резистивным заземлением нейтрали. 2. Заземляющие устройства электрических установок. 2.1.   Снятие зависимости потенциала основания электрооборудования от расстояния до заземлителя (для пяти типов грунтов). 2.2.   Снятие зависимости напряжения прикосновения от расстояния до заземлителя (для пяти типов грунтов). 2.3.   Снятие зависимости шагового напряжения от расстояния до заземлителя (для пяти типов грунтов). ← Назад

Обработка пищевых продуктов. ИТАЛИЯ

Химические технологии. EDIBON

Пищевые технологии. EDIBON

Окружающая среда. EDIBON

3D Физика. EDIBON.

Энергия. EDIBON

Механика и материалы. EDIBON

Гидромеханика и аэродинамика. EDIBON

Термодинамика и термотехника. EDIBON.

Оборудование PHYWE (Германия)

Гидромеханика

Обучающие тренажеры по системам самолетов и кораблей

Конструкции. Архитектура

Испытания материалов

Аэродинамика

Строительные учебные 3D принтеры

Лаборатории National Instruments

Автоматика. Автоматизация и управление производством

Автомобили и автомобильное хозяйство

Альтернативные и возобновляемые источники энергии

Аэрокосмическая техника

Безопасность жизнедеятельности. Защита в чрезвычайных ситуациях

Военная техника.

Вычислительная и микропроцессорная техника. Схемотехника

Газовая динамика. Пневмоприводы и пневмоавтоматика.

Газовое хозяйство

Гидропневмоавтоматика и приводы

Детали машин

Информатика

Источники напряжения, тока и сигналов. Измерительные приборы

Легкая промышленность. Оборудование и технологии общественного питания.

Медицина. Биоинженерия

Метрология. Технические и электрические измерения

Механика жидкости и газа

Микроскопы

Научное и лабораторное исследовательское оборудование

Начертательная геометрия

Нефть, газ.

Оборудование для мастерских электромонтажа и наладки, производственных практик и технического творчества

Прикладная механика

Радиотехника. Телекоммуникации. Сети ЭВМ

Радиоэлектронная аппаратура и бытовая техника

Робототехника и мехатроника

Сельскохозяйственная техника. Контроль качества сельхозпродуктов

Силовая электроника. Преобразовательная техника

Сопротивление материалов

Симуляторы печатных машин

Станки и прессы с компьютерными системами ЧПУ. CAD/CAM-технологии

Теоретическая механика

Строительство. Строительные машины и технологии

Теория механизмов и машин

Теплотехника. Термодинамика

Технология машиностроения. Обработка материалов

Учебные наглядные пособия

Физика

Химия

Экология

Электрические машины. Электропривод

Электромеханика

Электромонтаж

Электроника и микроэлектроника

Электротехника и основы электроники

Электроэнергетика. Релейная защита. Электроснабжение

• Лаборатория Энергетики Tecquipment (Великобритания)
• Энергетика Tecquipment
• Комплекты типового лабораторного оборудования
• Лабораторные комплексы
• Электроэнергетика
• Электроснабжение
• Светотехника
• Энерго- и ресурсосберегающие технологии
• Электроэнергетические системы
• Релейная защита и автоматика
• Демонстрационные комплексы группового пользования «Электроэнергетика»
• Нетрадиционная электроэнергетика
• Разное

Энерго- и ресурсосберегающие технологии

Энергоаудит

Производство

Учебное оборудование от Edibon

Наблюдение нейтральных мод в режиме дробного квантового Холла

• Опубликовано: 29 июля 2010 г.

• Aveek Bid ^{1  na1} ,
• N. Ofek ^{1  na1} ,
• H. Inoue ¹ ,
• M. Heiblum ¹ ,
• C. L. Kane ² ,
• В. Уманский ¹ и
• …
• Д. Махалу ¹  

Природа том 466 , страницы 585–590 (2010 г.)Процитировать эту статью

• 4116 доступов

• 163 Цитаты

• 6 Альтметрический

• Сведения о показателях

Предметы

• Прикладная физика
• Физика конденсированного состояния
• Квантовая физика

Abstract

Квантовый эффект Холла имеет место в двумерном электронном газе в сильном магнитном поле и связан с протеканием тока по краям образца. Для некоторых сопряженных состояний частица-дырка дробного режима (например, с заполнением от 1/2 до 1 нижнего уровня Ландау) ранние предсказания предполагали наличие встречных краевых токов в дополнение к ожидаемым. Когда это не совпало с измеренной проводимостью, было высказано предположение, что беспорядок и взаимодействия приведут к встречным модам, несущим только энергию, — так называемым нейтральным модам. Кроме того, для выбранных волновых функций, предложенных для заполнения четного знаменателя 5/2, ожидалась нейтральная восходящая мода (мода Майорана). Здесь мы сообщаем о прямом наблюдении встречных нейтральных мод для заполнений 2/3, 3/5 и 5/2. В основе нашего подхода лежит то, что если такие моды сталкиваются с узким сужением, нейтральные квазичастицы будут частично отражаться и фрагментироваться на носители заряда, которые можно обнаружить с помощью измерений дробового шума. Мы находим, что результирующий дробовой шум пропорционален введенному току. Более того, при одновременной инжекции зарядовой моды было обнаружено, что наличие нейтральной моды существенно влияет на фактор Фано и температуру обратнорассеянной зарядовой моды. В частности, такие наблюдения для заполнения 5/2 могут выделить неабелевы волновые функции для состояния.

Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение

Соответствующие статьи

Статьи открытого доступа со ссылками на эту статью.

• Отсутствие теплового равновесия на дробных квантовых краях Холла в макроскопическом масштабе

  • Рон Аарон Мельсер
  • , Бивас Дутта
  •  … Владимир Уманский

  Связь с природой Открытый доступ 19 января 2022 г.

• Наблюдение баллистических восходящих мод на дробно-квантовых холловских ребрах графена

  • Рави Кумар
  • , Саурабх Кумар Шривастав
  •  … Аниндья Дас

  Связь с природой Открытый доступ 11 января 2022 г.

• 3/2 дробное квантовое плато Холла в ограниченном двумерном электронном газе

  • Хайлун Фу
  • , Ицзя Ву
  •  … Си Линь

  Связь с природой Открытый доступ 25 сентября 2019 г.

Варианты доступа

Подпишитесь на этот журнал

Получите 51 печатный выпуск и онлайн-доступ

199,00 € в год

всего 3,90 € за выпуск

Узнать больше

Взять напрокат или купить эту статью

Получите только эту статью столько, сколько вам нужно

$39,95

Подробнее

Цены могут облагаться местными налогами, которые рассчитываются при оформлении заказа

Рисунок 1: Экспериментальная установка для измерения нейтрального режима. Рисунок 2: Обнаружение нейтрального режима на v _б = 2/3. Рисунок 3: Влияние воздействия на нейтральный режим одновременно с режимом заряда на сужение QPC на v _б = 2/3. Рис. 4: Измерения в дробном состоянии v _б = 2/5. Рисунок 5: Проверка наличия нейтрального режима на v _б = 3/5. Рисунок 6: Проверка наличия нейтрального режима на v _б = 5/2.

Ссылки

1. Дас Сарма, С. и Пинчук, А. Перспективы квантовых эффектов Холла: новая квантовая жидкость в низкоразмерных полупроводниковых структурах (Wiley, 1997)

   Google Scholar

2. Wen, XG. Киральная жидкость Латтинджера и краевые возбуждения в дробных квантовых холловских состояниях. Физ. B 41 , 12838–12844 (1990)

   Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

3. Макдональд, А. Х. Краевые состояния в режиме дробного квантового эффекта Холла. Физ. Преподобный Летт. 64 , 220–223 (1990)

   Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

4. Джонсон, М. Д. и Макдональд, А. Х. Композитные кромки в v = 2/3 дробного квантового эффекта Холла. Физ. Преподобный Летт. 67 , 2060–2063 (1991)

   Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

5. Ашури, Р. К., Стормер, Х. Л., Пфайффер, Л. Н., Болдуин, К. В. и Уэст, К. Краевые магнитоплазмоны во временной области. Физ. B 45 , 3894–3897 ​​(1992)

   Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

6. Кейн, К.Л., Фишер, М.П.А. и Полчински, Дж. Случайность на краю: теория квантового переноса Холла при заполнении v = 2/3. Физ. Преподобный Летт. 72 , 4129–4132 (1994)

   Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

7. Кейн, К. Л. и Фишер, М.П.А. Рассеяние примесей и перенос дробных квантовых краевых состояний Холла. Физ. Ревизия B 51 , 13449–13466 (1995)

   Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

8. Грейнджер Г., Эйзенштейн Дж. П. и Рено Дж. Л. Наблюдение кирального переноса тепла в квантовом режиме Холла. Физ. Преподобный Летт. 102 , 086803 (2009)

   Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

9. Кейн С.Л. и Фишер М.П.А. Квантованный перенос тепла в дробном квантовом эффекте Холла. Физ. B 55 , 15832–15837 (1997)

   Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

10. Левин М., Гальперин Б. И. и Розенов Б. Симметрия частица-дырка и состояние Пфаффа. Физ. Преподобный Летт. 99 , 236806 (2007)

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

11. Lee, S. -S., Ryu, S., Nayak, C. & Fisher, M.P.A. Симметрия частица-дырка в v = 5/2 квантовое состояние Холла. Физ. Преподобный Летт. 99 , 236807 (2007)

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

12. Овербош, Б. Дж. и Шамон, К. Длинный туннельный контакт как проба фракционных квантово-холловских нейтральных краевых мод. Физ. B 80 , 035319 (2009)

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

13. Фельдман, Д. Э. и Ли, Ф. Разделение зарядовой статистики и исследование неабелевых состояний. Физ. B 78 , 161304 (2008)

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

14. Гросфельд Э. и Дас С. Исследование нейтральных краевых мод при переносе через точечный контакт с помощью тепловых эффектов в неабелевых квантовых холловских состояниях Рида-Резаи. Физ. Преподобный Летт. 102 , 106403 (2009)

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

15. Джонсон Б.Л. и Кирченов Г. Составные фермионы в квантовом эффекте Холла. Респ. прог. физ. 60 , 889–939 (1997)

    Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

16. Лопес А. и Фрадкин Э. Универсальная структура краевых состояний дробных квантовых холловских состояний. Физ. Версия Б 59 , 15323–15331 (1999)

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

17. Lee, DH & Wen, XG. Краевое туннелирование в режиме дробного квантового Холла. Препринт на 〈http://arxiv.org/abs/cond-mat/9809160〉 (1998)

18. Хейблум, М. Квантовый дробовой шум в краевых каналах. Физ. Status Solidi b 243 , 3604–3616 (2006)

    Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

19. Лесовик Г. Б. Избыточный квантовый дробовой шум в двумерных баллистических точечных контактах. Письмо ЖЭТФ. 49 , 592–594 (1989)

    АДС Google Scholar

20. Кейн С.Л. и Фишер М.П.А. Неравновесный шум и дробный заряд в квантовом эффекте Холла. Физ. Преподобный Летт. 72 , 724–727 (1994)

    Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

21. Мартин Т. и Ландауэр Р. Подход волновых пакетов к шуму в многоканальных мезоскопических системах. Физ. B 45 , 1742–1755 (1992)

    Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

22. Долев, М., Хейблум, М., Уманский, В., Штерн, А. и Махалу, Д. Наблюдение четверти заряда электрона в квантовом состоянии Холла ν = 5/2. Природа 452 , 829–834 (2008)

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

23. Чанг Ю. , Хейблум М. и Уманский В. Рассеяние сгруппированных дробно заряженных квазичастиц. Физ. Преподобный Летт. 91 , 216804 (2003)

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

24. Милованович, М. и Рид, Н. Краевые возбуждения парных дробных квантовых состояний Холла. Физ. B 53 , 13559–13582 (1996)

    Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

25. Овербош, Б. Дж. и Вен, X. Г. Фазовый переход на границе пфаффианского и антипфаффианского квантового холловского состояния. Препринт на 〈http://arxiv.org/abs/0804.2087v1〉 (2008)

26. Уманский В. и др. Рост МЛЭ ультранизкой разупорядоченности 2DEG с подвижностью более 35·10 ⁶ см ² /В-с. Дж. Кристалл. Рост 311 , 1658–1662 (2009)

    Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

27. Долев М. и др. Неожиданно большой заряд квазичастиц в дробном квантовом эффекте Холла. Физ. B 81 , 161303(R) (2010)

    Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

28. Бид, А., Офек, Н., Хейблум, М., Уманский, В. и Махалу, Д. Дробовой шум и заряд в составном дробном квантовом состоянии Холла 2/3. Физ. Преподобный Летт. 103 , 236802 (2009)

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

Скачать ссылки

Благодарности

Мы благодарим Д. Фельдмана, Ю. Гефена, А. Штерна и И. Недера за обсуждения и Э. Алкоби за комментарии к рукописи. Работа получила частичную поддержку со стороны Израильского научного фонда (ISF), фонда Minerva, Немецко-израильского фонда (GIF), Немецко-израильского проекта сотрудничества (DIP), Европейского исследовательского совета в рамках Седьмой рамочной программы Европейского сообщества (FP7/2007). -2013)/грантовое соглашение ERC 227716 и Двунациональный научный фонд США и Израиля. НЕТ. выражает благодарность Министерству науки и технологий Израиля. С.Л.К. признает поддержку со стороны NSF (DMR 0

5).

Информация об авторе

Примечания автора

1. Aveek Bid и N. Ofek: Эти авторы внесли одинаковый вклад в эту работу.

Авторы и организации

1. Отдел физики конденсированных сред, Брауновский центр субмикронных исследований, Институт Вейцмана, Реховот, 76100, Израиль

   Авеек Бид, Н. Офек, Х. Иноуэ, М. В. Уманский и Д. Махалу

2. Факультет физики и астрономии Пенсильванского университета, Филадельфия, 19104, Pennsylvania, USA

   C. L. Kane

Авторы

1. Aveek Bid

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

2. Н. Офек

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

3. H. Inoue

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

4. M. Heiblum

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

5. C. L. Kane

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

6. В. Уманский

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

7. Д. Махалу

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Contributions

A.B., N.O., H.I. и М.Х. разработал эксперимент и написал статью. А.Б. , Н.О. и Х.И. провел эксперимент, C.L.K. написал статью В.У. вырастил 2DEG, а DH сделал электронно-лучевую литографию.

Автор, ответственный за переписку

М. Хейблум.

Декларации этики

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Дополнительная информация

Дополнительная информация

Этот файл содержит дополнительную информацию и дополнительные рисунки S1-S3 с условными обозначениями. (PDF 157 kb)

Слайды PowerPoint

Слайд PowerPoint к рис. 1

Слайд PowerPoint к рис. 2

Слайд PowerPoint к рис. 3

98 Слайд PowerPoint для рис. 4

Слайд PowerPoint для рис. 5

Слайд PowerPoint для рис.

• Прямое определение топологической теплопроводности посредством локального измерения мощности

  • Рон Аарон Мелсер
  • Софья Коныжева
  • Владимир Уманский

  Физика природы (2023)

• Наблюдение баллистических восходящих мод на дробно-квантовых холловских ребрах графена

  • Рави Кумар
  • Саурабх Кумар Шривастав
  • Аниндья Дас

  Nature Communications (2022)

• Отсутствие теплового равновесия на дробных квантовых краях Холла в макроскопическом масштабе

  • Рон Аарон Мелсер
  • Бивас Дутта
  • Владимир Уманский

  Nature Communications (2022)

• Дробовой шум не всегда обеспечивает заряд квазичастиц

  • Сурав Бисвас
  • Раджарши Бхаттачарья
  • Юваль Гефен

  Физика природы (2022)

• Непосредственное наблюдение за статистикой плетения anyonic

  • Дж. Накамура
  • С. Лян
  • М. Дж. Манфра

  Физика природы (2020)

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Наблюдение нейтральных мод в режиме дробного квантового Холла

. 2010 29 июля; 466 (7306): 585-90.

дои: 10.1038/nature09277.

Aveek Bid ¹ , Н. Офек, Х. Иноуэ, М. Хейблум, К. Л. Кейн, В. Уманский, Д. Махалу

принадлежность

• ¹ Центр субмикронных исследований Брауна, Отдел физики конденсированных сред, Научный институт Вейцмана, Реховот 76100, Израиль.

• PMID: 20671702
• DOI: 10.1038/природа09277

Aveek Bid и др. Природа. 2010 .

. 2010 29 июля; 466 (7306): 585-90.

дои: 10.1038/nature09277.

Авторы

Aveek Bid ¹ , Н. Офек, Х. Иноуэ, М. Хейблум, К. Л. Кейн, В. Уманский, Д. Махалу

принадлежность

• ¹ Центр субмикронных исследований Брауна, Отдел физики конденсированных сред, Научный институт Вейцмана, Реховот 76100, Израиль.

• PMID: 20671702
• DOI: 10.1038/природа09277

Абстрактный

Квантовый эффект Холла имеет место в двумерном электронном газе в сильном магнитном поле и связан с протеканием тока по краям образца. Для некоторых сопряженных состояний частица-дырка дробного режима (например, с заполнением от 1/2 до 1 нижнего уровня Ландау) ранние предсказания предполагали наличие встречных краевых токов в дополнение к ожидаемым. Когда это не совпало с измеренной проводимостью, было высказано предположение, что беспорядок и взаимодействия приведут к встречным модам, несущим только энергию, — так называемым нейтральным модам. Кроме того, для выбранных волновых функций, предложенных для заполнения четного знаменателя 5/2, ожидалась нейтральная восходящая мода (мода Майорана). Здесь мы сообщаем о прямом наблюдении встречных нейтральных мод для заполнений 2/3, 3/5 и 5/2. В основе нашего подхода лежит то, что если такие моды сталкиваются с узким сужением, нейтральные квазичастицы будут частично отражаться и фрагментироваться на носители заряда, которые можно обнаружить с помощью измерений дробового шума. Мы находим, что результирующий дробовой шум пропорционален введенному току. Более того, при одновременной инжекции зарядовой моды было обнаружено, что наличие нейтральной моды существенно влияет на фактор Фано и температуру обратнорассеянной зарядовой моды. В частности, такие наблюдения для заполнения 5/2 могут выделить неабелевы волновые функции для состояния.

Похожие статьи

• Синтез краевого состояния дробного квантового эффекта Холла ν = 2/3 из встречно распространяющихся состояний ν = 1 и ν = 1/3.

  Коэн Ю. , Ронен Ю., Ян В., Банитт Д., Парк Дж., Хейблум М., Мирлин А.Д., Гефен Ю., Уманский В. Коэн Ю. и соавт. Нац коммун. 2019 23 апреля; 10 (1): 1920. doi: 10.1038/s41467-019-09920-5. Нац коммун. 2019. PMID: 31015449Бесплатная статья ЧВК.

• Нейтральные моды против течения в режиме дробного квантового эффекта Холла: тепловые волны или когерентные диполи.

  Гросс Ю., Долев М., Хейблум М., Уманский В., Махалу Д. Гросс Ю. и др. Phys Rev Lett. 1 июня 2012 г .; 108 (22): 226801. doi: 10.1103/PhysRevLett.108.226801. Epub 2012 30 мая. Phys Rev Lett. 2012. PMID: 23003636

• Распространение нейтральных мод в дробных квантовых холловских состояниях.

  Иноуэ Х., Гривнин А., Ронен Ю., Хейблум М., Уманский В., Махалу Д. Иноуэ Х. и др. Нац коммун. 2014 6 июня; 5:4067. дои: 10.1038/ncomms5067. Нац коммун. 2014. PMID: 24

  1

• Извлечение чистого тока из нейтральной моды выше по потоку в режиме дробного квантового Холла.

  Гурман И., Сабо Р., Хейблум М., Уманский В., Махалу Д. Гурман И. и др. Нац коммун. 2012;3:1289. дои: 10.1038/ncomms2305. Нац коммун. 2012. PMID: 23250419

• Встречный перенос заряда в режиме квантового эффекта Холла.

  Лафон Ф., Розенблатт А., Хейблум М., Уманский В. Лафон Ф. и др. Наука. 2019 4 января; 363 (6422): 54-57. doi: 10.1126/science.aar3766. Наука. 2019. PMID: 30606839

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Отсутствие теплового равновесия на дробных квантовых краях Холла в макроскопическом масштабе.

  Мельцер Р.А., Дутта Б., Спанслатт С., Парк Дж., Мирлин А.Д., Уманский В. Мельсер Р.А. и соавт. Нац коммун. 2022 19 января; 13 (1): 376. doi: 10.1038/s41467-022-28009-0. Нац коммун. 2022. PMID: 35046393 Бесплатная статья ЧВК.

• Наблюдение баллистических восходящих мод на дробно-квантовых холловских ребрах графена.

  Кумар Р., Сривастав С.К., Спанслатт С., Ватанабэ К., Танигучи Т., Гефен Ю., Мирлин А.Д., Дас А. Кумар Р. и соавт. Нац коммун. 2022 11 января; 13 (1): 213. doi: 10.1038/s41467-021-27805-4. Нац коммун. 2022. PMID: 35017473 Бесплатная статья ЧВК.

• 3/2 дробное квантовое плато Холла в замкнутом двумерном электронном газе.

  Фу Х, У И, Чжан Р, Сунь Дж, Шань П, Ван П, Чжу Зи, Пфайффер ЛН, Уэст КВ, Лю Х, Се ХС, Линь Х. Фу Х и др. Нац коммун. 2019 25 сентября; 10 (1): 4351. doi: 10.1038/s41467-019-12245-y. Нац коммун. 2019. PMID: 31554799 Бесплатная статья ЧВК.

• Оже-спектроскопия в квантовых каналах Холла и проблема недостающей энергии.

  Крэнманн Т., Фишер С.Г., Рёсли М., Ин Т., Райхль К., Вегшайдер В., Энсслин К., Гефен Ю., Меир Ю. Крэнманн Т. и соавт. Нац коммун. 2019 сен 2;10(1):3915. doi: 10.1038/s41467-019-11888-1. Нац коммун. 2019. PMID: 31477720 Бесплатная статья ЧВК.

• Синтез краевого состояния дробного квантового эффекта Холла ν = 2/3 из встречно распространяющихся состояний ν = 1 и ν = 1/3.

  Коэн Ю., Ронен Ю., Ян В., Банитт Д., Парк Дж., Хейблум М., Мирлин А.Д., Гефен Ю., Уманский В. Коэн Ю. и соавт. Нац коммун. 201923 апреля; 10 (1): 1920. doi: 10.1038/s41467-019-09920-5. Нац коммун. 2019. PMID: 31015449 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Рекомендации

1. 1. Phys Rev Lett. 1991 7 октября; 67 (15): 2060-2063 — пабмед
2. 1. Phys Rev Lett. 2007 7 декабря; 99 (23): 236806 — пабмед
3. 1. Phys Rev B Condens Matter.