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三维量子霍尔效应是什么?什么是量子霍尔效应

2022-05-20 00:36:32 来源: 用户: 

12月18日,英国《自然》杂志将刊登复旦大学物理学系修发贤课题组的最新研究成果《砷化镉中基于外尔轨道的量子霍尔效应》,这也是我国科学家首次在三维空间中发现量子霍尔效应。

  12月18日,英国《自然》杂志将刊登复旦大学物理学系修发贤课题组的最新研究成果《砷化镉中基于外尔轨道的量子霍尔效应》,这也是我国科学家首次在三维空间中发现量子霍尔效应。

  量子霍尔效应是20世纪以来凝聚态物理领域最重要的科学发现之一,迄今已有四个诺贝尔奖与其直接相关。

  但一百多年来,科学家们对量子霍尔效应的研究仍停留于二维体系,从未涉足三维领域。

  早在130多年前,美国物理学家霍尔就发现,对通电的导体加上垂直于电流方向的磁场,电子的运动轨迹将发生偏转,在导体的纵向方向产生电压,这个电磁现象就是“霍尔效应”。如果将电子限制在二维平面内,在强大的磁场作用下,电子的运动可以在导体边缘做一维运动,变得“讲规则”“守秩序”。

  但以往的实验证明,量子霍尔效应只会在二维或者准二维体系中发生。“比如说这间屋子,除了上表面、下表面,中间还存在一个空间。”修发贤用手上下比划着。人们知道,在“天花板”或者“地面”上,电子可以沿着“边界线”有条不紊的做着规则运动,一列朝前,一列向后,像是两列在各自轨道上疾驰的列车。

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