量子反常霍尔效应指的是反常霍尔效应部分的量子化。量子自旋霍尔效应的发现极大地促进了量子反常霍尔效应的研究进程。前期的理论预言指出，量子反常霍尔效应能够通过抑制HgTe系统中的一条自旋通道来实现。遗憾的是，还没有能够在这个材料系统实现铁磁性，即而无法实现量子化反常霍尔效应。后来又有理论预言指出，将Bi₂Se...
如此重大的发现，令这位研究生兴奋不已，这位研究生的英文名字是Hall，音译过来为霍尔。这个发现就是后来大名鼎鼎的霍尔效应[1] （Hall Effect）。霍尔效应的本质是：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子...
量子霍尔效应是指当在二维电子气体中施加一弱的磁场时,电子在垂直于磁场方向的平面内沿着边界形成准连续的态,而趋于不散射。这种不散射的现象可以通过霍尔电阻测量,即电子在横向电场下的电流在垂直方向的电压降。 量子霍尔效应的本质是由于二维系统中的电子受到磁场的束缚,导致电子只能运动在垂直磁场方向的能级上,形成了...
量子霍尔效应是由克劳斯·冯·克利青于1980年在法国格勒诺布尔的高磁场实验室首次观察到的，当时他正在研究硅基MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）中电子的行为。在接近绝对零度的极低温和强磁场下，冯·克利青观察到霍尔电导变得精确地量子化，每个台阶对应于一个基本电导量子e²/h的整数倍。他发现霍尔电阻的...
事实上从以上基础再向前一步即可抵达量子霍尔效应与低维拓扑新材料这一国际凝聚态物理研究的前沿。方案可以是把量子力学引入有垂直外磁场存在的霍尔系统,直接求解相应的量子力学方程,即可得到重要的物理量如朗道能级、填充因子等。然后通过计算电导的久保(Kubo)公式即可引入拓扑分析,从而进入整数和分数量子霍尔效应领域。之...
事实上从以上基础再向前一步即可抵达量子霍尔效应与低维拓扑新材料这一国际凝聚态物理研究的前沿。方案可以是把量子力学引入有垂直外磁场存在的霍尔系统,直接求解相应的量子力学方程,即可得到重要的物理量如朗道能级、填充因子等。然后通过计算电导的久保(Ku...
整数量子霍尔效应(IQHE) 克劳斯·冯·克利青(Klaus von Klitzing)(1943~):观察到整数量子霍尔效应,PRL,45,494(1980)极低温 $$\rm 1.5~K$$ ,强磁场 $$\rm 18~T$$ ,载流子浓度 $$\rm 10^{13}/cm^2$$;二维电子气的霍尔电阻与栅电压的关系呈现一个个量子化的平台。 \displaystyle\rm R_{x y}=...
分数量子霍尔体系有着拓扑相关的基态简并度(Ground State Degeneracy, GSD)、分数激发与任意子统计,这可能应用于拓扑量子计算等领域,但需要比量子霍尔效应更强的磁场这一条件便能“劝退”很多想要应用化该效应的人。 类似英语语法中的各种时态,我们也想用“反常”和“分数”组合出一种新的量子霍尔效应,及“分数反常...
量子反常霍尔效应在凝聚态物理中占据着重要的地位。 要实现这一不可思议的量子现象,所需要的实验材料必须同时满足三项非常苛刻的条件: 1.材料的能带结构必须具有拓扑特性,从而具有导电的一维边缘态; 2.材料必须具有长程铁磁序,从而存在反常霍尔效应; 3.材料的体内必须为绝缘态,从而对导电没有任何贡献。