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[视频]在实验中发现“量子反常霍尔效应”

来源:CCTV新闻联播 2013-4-10 白央 闫乃之 高晨源 李墨白 李峻

  由清华大学、中国科学院物理所联合组成的研究团队今天上午在北京宣布,我国科学家首次从实验中观测到“量子反常霍尔效应”,这项重大基础物理学成果被诺贝尔物理奖获得者杨振宁称为“中国实验室里发表的第一次诺贝尔奖级的物理学论文。”

  电子在导体中的运动并没有明确的方向和轨迹,在流动的过程中还会使导体发热、产生能量损耗。130多年前,美国物理学家霍尔发现,如果对通电的导体加上垂直于电流方向的磁场,电子的运动轨迹将产生偏转,这个电磁现象就是“霍尔效应”。1980年,德国物理学家发现在强磁场下会出现“量子霍尔效应”,使电子运动没有能量损耗。但物理学家认为“量子霍尔效应家族”中应该存在“量子反常霍尔效应”,不需要强磁场也能使电子运动没有能量损耗,但如何在试验上观测到是难题。

  清华大学薛其坤院士率领的团队,耗时4年,试验了上千个样品,终于找到一种叫做“磁性拓扑绝缘体薄膜”的特殊材料,并从实验中观测到“量子反常霍尔效应”。

  清华大学教授 中科院院士 薛其坤:处在这种量子反常霍尔态的这些电子,它就像在高速公路上运动的汽车一样,它是按照一定的规则进行运动的,意味着电子在传输的过程中,会减少碰撞和减少发热。

  “量子反常霍尔效应”可在未来电子器件中发挥特殊作用,比如研制出低能耗的高速电子器件与芯片等。

  中国科学院物理研究所教授 戴希:以后我们的电脑可以变得更快,可能是不会发热,也可以做的更小,这个手机的储存现在是几个G,以后可以到几个T。

  “量子反常霍尔效应”是整个凝聚态物理中重要、基本的量子效应之一,此次我国科学家在世界上率先找到了实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。 

  清华大学教授 诺贝尔奖获得者 杨振宁:这一次的成功,是从中国的实验室里头,所发表的第一次诺贝尔奖级的物理学论文。

  视频地址:http://news.cntv.cn/2013/04/10/VIDE1365593523691552.shtml

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2013-04-11 15:45:48]
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