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霍爾效應與反常霍爾效應

人氣: | 時間:2014/4/28 11:42:44 | 關閉

     新華網北京4月11日電 霍爾效應是美國物理學家霍爾於1879年發現的一個物理效應。在一個通有電流的導體中,如果施加一個垂直於電流方向的磁場,由於洛倫茲力的作用,電子的運動軌跡將產生偏轉,從而在垂直於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。

    1880年,霍爾在研究磁性金屬的霍爾效應時發現,即使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常霍爾效應。

    人類日常生活中常用的很多電子器件都來自霍爾效應,僅汽車上廣泛應用的霍爾器件就包括:信號傳感器、ABS係統中的速度傳感器、汽車速度表和裏程表、發動機轉速及曲軸角度傳感器等。

    作為微觀電子世界的量子行為在宏觀尺度上的體現,量子霍爾效應一直在凝聚態物理研究中占據極其重要地位。1980年德國科學家馮·克利青發現整數量子霍爾效應,1982年美國科學家崔琦和施特默發現分數量子霍爾效應,這兩項成果分別於1985年和1998年獲得諾貝爾物理獎。

    物理學家認為量子霍爾效應家族中也應該存在量子反常霍爾效應。但如何使其現身並在實驗上觀測到成為近些年凝聚態物理學家探索的重要難題之一。

    由清華大學物理係薛其坤院士領銜,清華大學物理係和中科院物理所聯合團隊曆時4年,在磁性摻雜的拓撲絕緣體薄膜中,從實驗上首次觀測到量子反常霍爾效應。這一實驗發現也證實了此前中科院物理研究所與斯坦福大學理論團隊的預言。它被認為是基礎研究領域的一項重要科學發現。

 

文章來源:新華網


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