量子變態霍爾效應被我迷信家發明

2014-08-13 22:45 來源：http://www.elinglong.com/ 閱讀：次

　　此外，量子化自旋霍爾效應于2007年被發現，2010年獲得歐洲物理獎，2012年獲得美國物理學會巴克利獎。

　　量子反常霍爾效應之所以如斯重要，是由于這些效應可能在未來電子器件中施展特別作用，無需高強磁場，就能夠制備低能耗的高速電子器件，例如極低能耗的芯片——這象征著盤算機將來可能更新換代。

　　與量子霍爾效應相干的發現之所以屢獲學術大獎，是因為霍爾效應在利用技術中特殊重要。人類日常生涯中常用的良多電子器件都來自霍爾效應，僅汽車上普遍運用的霍爾器件就包含：信號傳感器、ABS體系中的速度傳感器、汽車速度表和里程表、液體物理量檢測器、各種用電負載的電流檢測及工作狀態診斷、發念頭轉速及曲軸角度傳感器等。

　　2010年，中科院物理所的方忠、戴希理論團隊與拓撲絕緣體理論的首創者之一、斯坦福大學的張首晟等協作,國學培訓，提出了實現量子反常霍爾效應的最佳系統。由清華大學的薛其坤、王亞愚、陳曦、賈金鋒研究組，與中科院物理所的馬旭村、何珂、王破莉研討組及呂力研究組組成的實驗攻關團隊與之合作，開端向量子反常霍爾效應的實驗實現發動沖擊。經由近3年盡力，終于發當初必定的外加柵極電壓范疇內，此材料在零磁場中的反常霍爾電阻到達了量子霍爾效應的特點值h/e2~ 25800歐姆。

　　此次中國科學家發現的量子反常霍爾效應也具備極高的應用遠景。量子霍爾效應的產生須要用到無比強的磁場，因而至今不廣泛應用于個人電腦和便攜式計算機上——因為要產生所需的磁場豈但價錢昂貴，而且體積大略要有衣柜那么大。而反常霍爾效應與一般的霍爾效應在實質上完整不同，因為這里不存在外磁場對電子的洛倫茲力而產生的活動軌道偏轉，反常霍爾電導是因為材料自身的自發磁化而產生的。

霍爾效應：諾貝爾獎的富礦

量子反常霍爾效應

　　例如用在汽車開關電路上的功率霍爾電路，存在克制電磁干擾的作用。因為汽車的主動化水平越高，微電子電路越多，就越怕電磁干擾。而汽車上有很多燈具和電器件在開關時會產生浪涌電流，使機械式開關觸點發生電弧，產生較大的電磁煩擾信號。采取功率霍爾開關電路就可以減小這些景象。

　　1982年，美籍華人物理學家崔琦和施特默等發現了分數量子霍爾效應，這個效應未幾由另一位美國物理學家勞弗林給出理論解釋，他們三人榮獲1998年諾貝爾物理獎。

　　一位團隊成員科學家告知記者，他們的實驗歷經崎嶇：首先他們成長了超過1000個樣品，使之長出一層多少納米厚的薄膜，而后再摻進去鉻離子，還要實現一個有序的鐵磁狀況，終極在極低溫的安裝長進行丈量。據懂得，因為量子變態霍爾效應的重粗心義，近年來，美國、德國、日本的科學家都在做同樣的事，競爭十分劇烈。“依附我們的優良實踐基本、艱難試驗、團結配合跟不屈不撓，咱們走在了前面。”這位科學家向記者流露，昨天結果在《迷信》雜志上發表后，已經有本國科學家向他們的中國同行表白了慶祝。至于這些中國科學家的自我慶賀方法，“就是彼此發了祝愿的電子郵件”。

　　2013年3月15日，《科學》雜志在線發文，發布薛其坤院士領銜的團隊在實驗上首次發現量子反常霍爾效應，而這被認為有可能是量子霍爾效應家族的最后一個重要成員。

　　從那時起，霍爾效應就像一個富礦，一代又一代科學家為之著迷和獻身，他們的成績也屢次獲得諾貝爾物理獎。

量子反常霍爾效應被我科學家發現

消息說明

新聞背景

　　最近一次與霍爾效應有關的諾貝爾獎是2010年的諾貝爾物理獎。2005年，英國科學家安德烈•海姆和康斯坦丁•諾沃肖洛夫勝利地在實驗中從石墨中分別出石墨烯，在常溫下察看到量子霍爾效應。他們于2010年獲諾獎。石墨烯這種“超薄的碳膜”厚度只有0.335納米，是至今發現的厚度最薄和強度最高的資料。

　　來自清華大學、中科院物理所的科學家團隊首次實驗觀測到了“量子反常霍爾效應”。這一成果昨天在美國《科學》雜志發表。這一發明可被用于發展新一代低能耗晶體管和電子學器件，進而推進信息技巧的提高。此前，整數量子霍爾效應、分數目子霍爾效應的發現者都分辨取得了諾貝爾物理獎，而量子反常霍爾效應被以為可能是霍爾效應家族的最后一個主要成員。

起源：北京青年報 2013 *** 3 *** 16 雷嘉馬之恒

　　霍爾效應是美國物理學家霍爾于1879年發現的一個物理效應。在一個通有電流的導體中，假如施加一個垂直于電流方向的磁場，由于洛倫茲力的作用，電子的運動軌跡將產生偏轉，從而在垂直于電流和磁場方向的導體兩端產生電壓，這個電磁輸運現象就是有名的霍爾效應。次年，霍爾又在磁性金屬中發現了無需外部磁場的霍爾效應，稱為反常霍爾效應。

　　現在中國科學家在實驗上實現了零磁場中的量子霍爾效應，就有可能應用其無耗散的邊沿態發展新一代的低能耗晶體管和電子學器件，從而解決電腦發燒問題和摩爾定律的瓶頸問題。這些效應可能在未來電子器件中發揮特殊作用：無需高強磁場，就可以制備低能耗的高速電子器件，例如極低能耗的芯片，進而可能促成高容錯的全拓撲量子計算機的出生——這意味著個人電腦未來可能得以更新換代。

將為我們帶來什么

　　1980年左右，德國科學家馮•克利青發現了整數量子霍爾效應，失掉1985年諾貝爾物理獎。

前兩位霍爾效應發現者均已獲諾貝爾獎

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