量子變態(tài)霍爾效應(yīng) 被我迷信家發(fā)明

2014-08-13 22:45 來(lái)源：http://m.sustainablelifeonearth.com/ 閱讀：次

　　此外，量子化自旋霍爾效應(yīng)于2007年被發(fā)現(xiàn)，2010年獲得歐洲物理獎(jiǎng)，2012年獲得美國(guó)物理學(xué)會(huì)巴克利獎(jiǎng)。

　　量子反�；魻栃�(yīng)之所以如斯重要，是由于這些效應(yīng)可能在未來(lái)電子器件中施展特別作用，無(wú)需高強(qiáng)磁場(chǎng)，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(pán)算機(jī)將來(lái)可能更新?lián)Q代。

　　與量子霍爾效應(yīng)相干的發(fā)現(xiàn)之所以屢獲學(xué)術(shù)大獎(jiǎng)，是因?yàn)榛魻栃?yīng)在利用技術(shù)中特殊重要。人類日常生涯中常用的良多電子器件都來(lái)自霍爾效應(yīng)，僅汽車上普遍運(yùn)用的霍爾器件就包含：信號(hào)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(cè)器、各種用電負(fù)載的電流檢測(cè)及工作狀態(tài)診斷、發(fā)念頭轉(zhuǎn)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(tuán)隊(duì)與拓?fù)浣^緣體理論的首創(chuàng)者之一、斯坦福大學(xué)的張首晟等協(xié)作,國(guó)學(xué)培訓(xùn)，提出了實(shí)現(xiàn)量子反�；魻栃�(yīng)的最佳系統(tǒng)。由清華大學(xué)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(shí)驗(yàn)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)與之合作，開(kāi)端向量子反�；魻栃�(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)沖擊。經(jīng)由近3年盡力，終于發(fā)當(dāng)初必定的外加?xùn)艠O電壓范疇內(nèi)，此材料在零磁場(chǎng)中的反常霍爾電阻到達(dá)了量子霍爾效應(yīng)的特點(diǎn)值h/e2~ 25800歐姆。

　　此次中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的量子反�；魻栃�(yīng)也具備極高的應(yīng)用遠(yuǎn)景。量子霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生須要用到無(wú)比強(qiáng)的磁場(chǎng)，因而至今不廣泛應(yīng)用于個(gè)人電腦和便攜式計(jì)算機(jī)上——因?yàn)橐a(chǎn)生所需的磁場(chǎng)豈但價(jià)錢昂貴，而且體積大略要有衣柜那么大。而反常霍爾效應(yīng)與一般的霍爾效應(yīng)在實(shí)質(zhì)上完整不同，因?yàn)檫@里不存在外磁場(chǎng)對(duì)電子的洛倫茲力而產(chǎn)生的活動(dòng)軌道偏轉(zhuǎn)，反常霍爾電導(dǎo)是因?yàn)椴牧献陨淼淖园l(fā)磁化而產(chǎn)生的。

霍爾效應(yīng)：諾貝爾獎(jiǎng)的富礦

量子反常霍爾效應(yīng)

　　例如用在汽車開(kāi)關(guān)電路上的功率霍爾電路，存在克制電磁干擾的作用。因?yàn)槠嚨闹鲃?dòng)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(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生浪涌電流，使機(jī)械式開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)發(fā)生電弧，產(chǎn)生較大的電磁煩擾信號(hào)。采取功率霍爾開(kāi)關(guān)電路就可以減小這些景象。

　　1982年，美籍華人物理學(xué)家崔琦和施特默等發(fā)現(xiàn)了分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)，這個(gè)效應(yīng)未幾由另一位美國(guó)物理學(xué)家勞弗林給出理論解釋，他們?nèi)藰s獲1998年諾貝爾物理獎(jiǎng)。

　　一位團(tuán)隊(duì)成員科學(xué)家告知記者，他們的實(shí)驗(yàn)歷經(jīng)崎嶇：首先他們成長(zhǎng)了超過(guò)1000個(gè)樣品，使之長(zhǎng)出一層多少納米厚的薄膜，而后再摻進(jìn)去鉻離子，還要實(shí)現(xiàn)一個(gè)有序的鐵磁狀況，終極在極低溫的安裝長(zhǎng)進(jìn)行丈量。據(jù)懂得，因?yàn)榱孔幼儜B(tài)霍爾效應(yīng)的重粗心義，近年來(lái)，美國(guó)、德國(guó)、日本的科學(xué)家都在做同樣的事，競(jìng)爭(zhēng)十分劇烈。“依附我們的優(yōu)良實(shí)踐基本、艱難試驗(yàn)、團(tuán)結(jié)配合跟不屈不撓，咱們走在了前面。”這位科學(xué)家向記者流露，昨天結(jié)果在《迷信》雜志上發(fā)表后，已經(jīng)有本國(guó)科學(xué)家向他們的中國(guó)同行表白了慶祝。至于這些中國(guó)科學(xué)家的自我慶賀方法，“就是彼此發(fā)了祝愿的電子郵件”。

　　2013年3月15日，《科學(xué)》雜志在線發(fā)文，發(fā)布薛其坤院士領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)上首次發(fā)現(xiàn)量子反�；魻栃�(yīng)，而這被認(rèn)為有可能是量子霍爾效應(yīng)家族的最后一個(gè)重要成員。

　　從那時(shí)起，霍爾效應(yīng)就像一個(gè)富礦，一代又一代科學(xué)家為之著迷和獻(xiàn)身，他們的成績(jī)也屢次獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。

量子反常霍爾效應(yīng) 被我科學(xué)家發(fā)現(xiàn)

消息說(shuō)明

新聞背景

　　最近一次與霍爾效應(yīng)有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)是2010年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。2005年，英國(guó)科學(xué)家安德烈•海姆和康斯坦丁•諾沃肖洛夫勝利地在實(shí)驗(yàn)中從石墨中分別出石墨烯，在常溫下察看到量子霍爾效應(yīng)。他們于2010年獲諾獎(jiǎng)。石墨烯這種“超薄的碳膜”厚度只有0.335納米，是至今發(fā)現(xiàn)的厚度最薄和強(qiáng)度最高的資料。

　　來(lái)自清華大學(xué)、中科院物理所的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)首次實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到了“量子反常霍爾效應(yīng)”。這一成果昨天在美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)表。這一發(fā)明可被用于發(fā)展新一代低能耗晶體管和電子學(xué)器件，進(jìn)而推進(jìn)信息技巧的提高。此前，整數(shù)量子霍爾效應(yīng)、分?jǐn)?shù)目子霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者都分辨取得了諾貝爾物理獎(jiǎng)，而量子反�；魻栃�(yīng)被以為可能是霍爾效應(yīng)家族的最后一個(gè)主要成員。

起源：北京青年報(bào) 2013 *** 3 *** 16 雷嘉馬之恒

　　霍爾效應(yīng)是美國(guó)物理學(xué)家霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)的一個(gè)物理效應(yīng)。在一個(gè)通有電流的導(dǎo)體中，假如施加一個(gè)垂直于電流方向的磁場(chǎng)，由于洛倫茲力的作用，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡將產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電壓，這個(gè)電磁輸運(yùn)現(xiàn)象就是有名的霍爾效應(yīng)。次年，霍爾又在磁性金屬中發(fā)現(xiàn)了無(wú)需外部磁場(chǎng)的霍爾效應(yīng)，稱為反�；魻栃�(yīng)。

　　現(xiàn)在中國(guó)科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了零磁場(chǎng)中的量子霍爾效應(yīng)，就有可能應(yīng)用其無(wú)耗散的邊沿態(tài)發(fā)展新一代的低能耗晶體管和電子學(xué)器件，從而解決電腦發(fā)燒問(wèn)題和摩爾定律的瓶頸問(wèn)題。這些效應(yīng)可能在未來(lái)電子器件中發(fā)揮特殊作用：無(wú)需高強(qiáng)磁場(chǎng)，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(jìn)而可能促成高容錯(cuò)的全拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)的出生——這意味著個(gè)人電腦未來(lái)可能得以更新?lián)Q代。

將為我們帶來(lái)什么

　　1980年左右，德國(guó)科學(xué)家馮•克利青發(fā)現(xiàn)了整數(shù)量子霍爾效應(yīng)，失掉1985年諾貝爾物理獎(jiǎng)。

前兩位霍爾效應(yīng)發(fā)現(xiàn)者均已獲諾貝爾獎(jiǎng)

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