量子反常霍尔效应的反常之处在于,不需要外加磁场。利用这一效应,可以减少半导体发热和能量损耗。这意味着我们今后的计算机运行速度更高,能耗更低。这预示着新一轮的信息技术革命即将到来。
独特的量子反常霍尔效应
  电子一般以无规则运动的状态存在于大自然中,因此电流在传输中会存在能量损耗的现象,而霍尔效应可以成功地约束电子的乱跑乱窜,将电子限制在一侧流动。然而,科学家研究发现,在一种特殊的、磁性掺杂的拓扑绝缘体中,即使不加外磁场也可以观测到霍尔效应,这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。
首次实验观测到“量子反常霍尔效应”
  由中科院物理研究所和清华大学物理系组成的实验团队经过近4年的研究,利用分子束外延方法,生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜,并在极低温输运测量装置上成功观测到了“量子反常霍尔效应”。美国《科学》杂志于2013年3月14日在线发表这一研究成果,引起国际物理学界巨大反响,著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁称赞其是诺贝尔奖级的成绩。“量子反常霍尔效应”若应用到电子器件中,有望克服目前计算机发热耗能等带来的系列问题,为半导体工业带来又一次的革命,甚至使巨型银河计算机变得像iPad般便携。因此,它的发现或将带来下一次信息技术革命,我国科学家为国家争夺了这场信息革命中的战略制高点。
主办单位:中国科学院
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