新闻中心

新闻背景:霍尔效应与反常霍尔效应

发布日期:2020-11-17 16:32

  新华网北京4月11日电霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的一个物理效应。在一个通有电流的导体中,如果施加一个垂直于电流方向的磁场,由于洛伦兹力的作用,电子的运动轨迹将产生偏转,从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压,这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。

  1880年,霍尔在研究磁性金属的霍尔效应时发现,即使不加外磁场也可以观测到霍尔效应,南粤风采36选7,这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。

  人类日常生活中常用的很多电子器件都来自霍尔效应,仅汽车上广泛应用的霍尔器件就包括:信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、发动机转速及曲轴角度传感器等。

  作为微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的体现,量子霍尔效应一直在凝聚态物理研究中占据极其重要地位。1980年德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应,1982年美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应,这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理奖。

  物理学家认为量子霍尔效应家族中也应该存在量子反常霍尔效应。但如何使其现身并在实验上观测到成为近些年凝聚态物理学家探索的重要难题之一。

  由清华大学物理系薛其坤院士领衔,清华大学物理系和中科院物理所联合团队历时4年,在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。这一实验发现也证实了此前中科院物理研究所与斯坦福大学理论团队的预言。它被认为是基础研究领域的一项重要科学发现。