[視頻]在實驗中發(fā)現(xiàn)“量子反常霍爾效應”
來源:CCTV新聞聯(lián)播 2013-4-10 白央 閆乃之 高晨源 李墨白 李峻
由清華大學、中國科學院物理所聯(lián)合組成的研究團隊今天上午在北京宣布,我國科學家首次從實驗中觀測到“量子反常霍爾效應”,這項重大基礎物理學成果被諾貝爾物理獎獲得者楊振寧稱為“中國實驗室里發(fā)表的第一次諾貝爾獎級的物理學論文。”
電子在導體中的運動并沒有明確的方向和軌跡,在流動的過程中還會使導體發(fā)熱、產生能量損耗。130多年前,美國物理學家霍爾發(fā)現(xiàn),如果對通電的導體加上垂直于電流方向的磁場,電子的運動軌跡將產生偏轉,這個電磁現(xiàn)象就是“霍爾效應”。1980年,德國物理學家發(fā)現(xiàn)在強磁場下會出現(xiàn)“量子霍爾效應”,使電子運動沒有能量損耗。但物理學家認為“量子霍爾效應家族”中應該存在“量子反常霍爾效應”,不需要強磁場也能使電子運動沒有能量損耗,但如何在試驗上觀測到是難題。
清華大學薛其坤院士率領的團隊,耗時4年,試驗了上千個樣品,終于找到一種叫做“磁性拓撲絕緣體薄膜”的特殊材料,并從實驗中觀測到“量子反常霍爾效應”。
清華大學教授 中科院院士 薛其坤:處在這種量子反常霍爾態(tài)的這些電子,它就像在高速公路上運動的汽車一樣,它是按照一定的規(guī)則進行運動的,意味著電子在傳輸?shù)倪^程中,會減少碰撞和減少發(fā)熱。
“量子反常霍爾效應”可在未來電子器件中發(fā)揮特殊作用,比如研制出低能耗的高速電子器件與芯片等。
中國科學院物理研究所教授 戴希:以后我們的電腦可以變得更快,可能是不會發(fā)熱,也可以做的更小,這個手機的儲存現(xiàn)在是幾個G,以后可以到幾個T。
“量子反常霍爾效應”是整個凝聚態(tài)物理中重要、基本的量子效應之一,此次我國科學家在世界上率先找到了實現(xiàn)這一特殊量子效應的材料體系和具體物理途徑。
清華大學教授 諾貝爾獎獲得者 楊振寧:這一次的成功,是從中國的實驗室里頭,所發(fā)表的第一次諾貝爾獎級的物理學論文。
視頻地址:http://news.cntv.cn/2013/04/10/VIDE1365593523691552.shtml