El cuanto de conductancia , denotado por el símbolo G 0 , es la unidad cuantificada de conductancia eléctrica . Está definido por la carga elemental e y la constante de Planck h como:
Aparece al medir la conductancia de un contacto puntual cuántico y, de manera más general, es un componente clave de la fórmula de Landauer , que relaciona la conductancia eléctrica de un conductor cuántico con sus propiedades cuánticas. Es el doble del recíproco de la constante de von Klitzing (2/ R K ).
Tenga en cuenta que el cuanto de conductancia no significa que la conductancia de cualquier sistema deba ser un múltiplo entero de G 0 . En cambio, describe la conductancia de dos canales cuánticos (un canal para aumentar el giro y un canal para disminuir el giro) si la probabilidad de transmitir un electrón que ingresa al canal es la unidad, es decir, si el transporte a través del canal es balístico . Si la probabilidad de transmisión es menor que la unidad, entonces la conductancia del canal es menor que G 0 . La conductancia total de un sistema es igual a la suma de las conductancias de todos los canales cuánticos paralelos que forman el sistema. [2]
En un cable 1D, conectando dos depósitos de potencial y adiabáticamente :
La densidad de estados es de donde el factor 2 proviene de la degeneración del espín del electrón, es la constante de Planck y es la velocidad del electrón.
El voltaje es: ¿dónde está la carga del electrón?
La corriente 1D que atraviesa es la densidad de corriente:
Esto da como resultado una conductancia cuantificada:
La conductancia cuantificada ocurre en cables que son conductores balísticos, cuando el camino libre medio elástico es mucho mayor que la longitud del cable: [ aclaración necesaria ] . BJ van Wees et al. observó por primera vez el efecto en un punto de contacto en 1988. [3] Los nanotubos de carbono tienen conductancia cuantificada independientemente del diámetro. [4] El efecto Hall cuántico se puede utilizar para medir con precisión el valor cuántico de conductancia. También ocurre en reacciones electroquímicas [5] y en asociación con la capacitancia cuántica define la velocidad con la que los electrones se transfieren entre estados químicos cuánticos como lo describe la teoría de la velocidad cuántica.