[科普中国]-德哈斯-范阿尔芬效应

德哈斯-范阿尔芬效应（英文: De Haas-van Alphen effect)是指纯金属晶体的磁化强度随外加磁场的增加而发生振荡的现象。它是一种量子力学效应。产生这种效应的物理原因是由于金属晶体的电子能态的“朗道量子化”引起的。此时金属的电子在磁场中，只能以一系列轨道量子化状态存在；由于电子占有朗道量子化状态的数目随磁场而改变，因此，移动磁场，就可观察到金属晶体的磁化强度随磁场倒数而周期振荡。

详解德哈斯-范阿尔芬效应是由约翰·德哈斯和他的学生范阿尔芬于1930年发现的。1

要在高磁场强度和低温下，金属才会出现德哈斯-范阿尔芬效应。在这样的条件下，金属的其它一些性能，如电阻（称为舒伯尼科夫-德哈斯效应）和比热等也发生振荡。

它以Wander Johannes de Haas和他的学生Pieter M. van Alphen的名字命名。

绘制时的磁化率的振荡 ，有一段时间 与面积成反比 费米表面的极值轨道，在施加场的方向上，即

其中 是普朗克常数， 是基本费用。

现代配方允许通过在样品周围的磁场的不同取向进行的测量来实验确定金属的费米表面。

DHVA效应来自材料中巡回电子的轨道运动。低磁场下的等效现象称为金属中的Landau反磁性。

历史实验上，它是在1930年由WJ de Haas和PM van Alphen在仔细研究单晶铋的磁化的情况下发现的。磁化作为场的函数振荡。实验的灵感来自Lev Shubnikov和de Haas最近发现的Shubnikov-de Haas效应，其显示电阻率的振荡作为强磁场的函数。德哈斯认为磁阻应该以类似的方式表现。

这种现象的理论预测实验前配制，在同一年，朗道抛弃了它，因为他认为目前还不能在实验室中创造为它演示的必要磁场。使用Landau量化所施加磁场中的电子能量，数学地描述了该效应。需要强均匀的磁场，通常是几个特斯拉，并且需要低温以使材料表现出dHvA效应。后来在私人讨论中，David Shoenberg兰道问他为什么认为无法进行实验性演示。他回答说，彼得·卡皮察已经说服他，在这个领域的这种同质性是不切实际的。

在20世纪50年代之后，DHVA效应在Lars Onsager（1952）之后获得了更广泛的相关性，并且独立地，Ilya Lifshitz和Arnold Kosevich（1956）指出这种现象可以用于成像费米表面。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所