分数量子霍尔效应(FQHE)1982年, 华人物理学家崔琦, 德国物理学家 Stormer 等人在 Bell 实验室发现AlGaAs/GaAs 异质结中的横向电阻的 n 不仅可以取正整数, 还可以取分数。（量子化平台 中的n可以取分数）。量子反常霍尔效应(QAHE)量子化的反常霍尔效应。在时间反演对称性保护的拓扑绝缘体材料中引入磁性，比如磁性...
得到朗道能级等量子力学特有的现象;第四部分简述多种类型的量子霍尔效应,包括整数、分数、反常和自旋量子霍尔效应;第五部分总结全文;最后提供一个附录,列出进入本领域科研所需的拓扑、纤维丛、示性类方面的基础知识,给出一条学习的短程线。
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...
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...
其实整数量子霍尔效应，是德国物理学者冯·克利青（von Klitzing）在1980年发现的，他也因此在1985年获得诺贝尔物理学奖。崔琦和施特默更进一步在高磁场和更低的温度条件，发现分数量子霍尔效应。接下来将简单介绍怎么从量子力学观点来看霍尔效应，并且解释ν的意义。在量子力学中，电子被视为是波，它的运动遵循薛定谔...
图1 霍尔效应的家族 在一个世纪之后的1980年,Klitzing K的研究团队研究了在低温强磁场下的二维电子气的输运性质,发现纵向电阻率接近于0,同时霍尔电导也以e2/h的最小单位出现,这种现象被称为整数量子霍尔效应[3]。整数量子霍尔效应的出现意味着电子已经进入到了一种无法压缩,有强烈定向性的状态中,我们称之为“手性...
量子霍尔效应是一种量子力学现象,指的是当电流在二维电子气体中流动时,由于外加垂直于电流方向的磁场的作用,电子会发生一种特殊的量子行为。在量子霍尔效应中,电子在横向和纵向(与电流方向垂直的方向)上的运动被限制在离散的量子态上,称为波函数的朗道能级。这些朗道能级的数目与电子气体的面积成正比。 在量子霍尔效...
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...