A De Haas - Van Alphen-effektus , amelyet gyakran dHvA- ként rövidítenek , olyan kvantummechanikai hatás , amelyben a tiszta fémkristály mágneses érzékenysége a B mágneses tér erősségének növekedésével ingadozik . Segítségével meghatározható egy anyag Fermi területe . Más mennyiségek is oszcillálnak, például az elektromos ellenállás ( Shubnikov - De Haas effektus ), a fajlagos hő , vagy a hang térfogatának és sebességének csillapítása. A hatást Wander Johannes de Haas és tanítványa, Pieter M. van Alphen tiszteletére nevezték el . A dHvA hatás a barangoló elektronok orbitális mozgásából származik az anyagban. Nem szabad összekeverni Landau diamagnetizmusával , amelyet sokkal gyengébb intenzitású mágneses mezők okoznak.
Az anyag mágneses érzékenységét a következők határozzák meg
,ahol az alkalmazott külső mágneses tér, valamint és a mágnesezettség az anyag, a , ahol a permeabilitása a vákuum . Gyakorlati célokból az alkalmazott és a mért tér megközelítőleg megegyezik (mindaddig, amíg az anyag nem ferromágneses).
A fogékonyság oszcillációi, ha ezekre ábrázoljuk , olyan periódussal rendelkeznek ( −1 teslas-ban ), amely fordítottan arányos a külső pálya által leírt területtel a Fermi felületen (m ‑ 2 ), az alkalmazott mező irányában. Ezt az időszakot az adja meg
,ahol a Planck-állandó , és az elemi töltés . Pontosabb képlet, az úgynevezett Lifshitz - Kosevich egyenlet , félklasszikus megközelítésekkel állítható elő .
A modern megfogalmazás lehetővé teszi a fém Fermi-felületének kísérleti meghatározását a minta körüli mágneses mező különböző irányú méréseivel.
Kísérletileg a hatást 1930-ban fedezte fel WJ de Haas és PM van Alphen, miközben egy bizmutkristály mágnesezettségét tanulmányozták . A mágnesezés a mező függvényében oszcillál. Kísérletük elvégzéséhez inspirációs forrásuk a Shubnikov-De Haas-effektus volt , amelyet Lev Shubnikov és De Haas nemrégiben fedeztek fel, és amely az elektromos ellenállás rezgéseit mutatta erős tér jelenlétében. De Haas ekkor elképzelte, hogy a magnetorezisztenciának hasonló módon kell viselkednie.
A jelenség elméleti előrejelzését aztán a kísérlet előtt, ugyanebben az évben, Lev Landau fogalmazta meg . De utóbbi, mivel úgy vélte, hogy a demonstrációjához szükséges mágneses mezők még nem hozhatók létre egy laboratóriumban, soha nem törekedett az elméleti szempont túllépésére. Matematikai szempontból a hatást Landau mágneses mezőnek kitett elektron energiájának számszerűsítésével írták le . Ahhoz, hogy a hatás megnyilvánuljon, homogén és erős mágneses mezőre - általában több teslára - és alacsony hőmérsékletre van szükség. Néhány évvel a kutatás után David Shoenberg feltette Landau-nak azokat az okokat, amelyek azt hitték, hogy egy kísérleti demonstráció nem lehetséges, erre azt válaszolta, hogy Piotr Kapitsa, a Shoenberg felügyelője meggyőzte őt arról, hogy „egy ilyen homogenitást mutató mágneses mező nehéz megvalósítani.
Az 1950-es évek után a dHvA-hatás érdeklődést váltott ki a kutatói körökben, amikor Lars Onsager (1952), és függetlenül Ilya Lifshitz és Arnold Kosevich (1954) bebizonyította, hogy a jelenség vizuálisan reprezentálhatja a fémek Fermi-felületét. 1954-ben Lifshitz és Aleksei Pogorelov meghatározták az elmélet alkalmazhatóságának tartományát, valamint leírták, hogyan lehet meghatározni bármely domború Fermi felület alakját a végszakaszaik mérésével. Lifshitz és Pogorelov összefüggést találtak a rezgések hőmérsékletfüggése és az elektron ciklotron tömege között is.
Az 1970-es évekre a legtöbb fémes elem Fermi felületeit rekonstruálták De Haas - Van Alphen és Shubnikov - De Haas effektusokkal.