我科學家首次在實驗中發(fā)現量子反?;魻栃?/span>
來源:新華網 2013-3-15 李江濤
由清華大學薛其坤院士領銜,,清華大學,、中科院物理所和斯坦福大學研究人員聯(lián)合組成的團隊在量子反?;魻栃芯恐腥〉弥卮笸黄疲麄儚膶嶒炛惺状斡^測到量子反?;魻栃?,這是我國科學家從實驗中獨立觀測到的一個重要物理現象,也是物理學領域基礎研究的一項重要科學發(fā)現,。
該成果于北京時間3月15日凌晨在美國《科學》雜志在線發(fā)表,。
據介紹,美國科學家霍爾分別于1879年和1880年發(fā)現霍爾效應和反?;魻栃?。在一個通有電流的導體中,如果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著名的霍爾效應,。而在磁性材料中不加外磁場也可以觀測到霍爾效應,這種零磁場中的霍爾效應就是反?;魻栃?。反常霍爾電導是由于材料本身的自發(fā)磁化而產生的,,因此是一類新的重要物理效應,。
量子霍爾效應之所以如此重要,一方面是由于它們體現了二維電子系統(tǒng)在低溫強磁場的極端條件下的奇妙量子行為,,另一方面這些效應可能在未來電子器件中發(fā)揮特殊的作用,,可用于制備低能耗的高速電子器件。
例如,,如果把量子霍爾效應引入計算機芯片,,將會克服電腦的發(fā)熱和能量耗散問題。然而由于量子霍爾效應的產生需要非常強的磁場,,因此至今為止它還沒有特別大的實用價值,,因為要產生所需的磁場不但價格昂貴,而且其體積龐大(衣柜大?。?,也不適合于個人電腦和便攜式計算機。
據了解,,量子反?;魻栃拿烂钪幨遣恍枰魏瓮饧哟艌觯虼?,這項研究成果將會推動新一代的低能耗晶體管和電子學器件的發(fā)展,,可能加速推進信息技術進步的進程。