【摘要】 美国斯坦福大学的科研人员发现了一种物质新状态，其具有特殊的半导体性能

4.量子化自旋霍尔效应

美国斯坦福大学的科研人员发现了一种物质新状态，其具有特殊的半导体性能，表现为能量损耗更低和发热量更少，通过碲络化合物和碲汞化合物的叠层扭曲，获得一种类似于砷化镓和硅的新型晶格结构，并通过控制势阱的厚度导致相变，从而生成一种物质新状态，这种状态可以直接传导电子，且电流只流动在物体边缘。该状态下电子以有序运动，从而使能量耗散很低。量子自旋霍尔效应找到了电子自转方向与电流方向之间的规律。

 

5.量子反常霍尔效应

清华大学薛其坤院士领衔，清华大学物理系和中科院物理研究所联合组成的研究团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破，在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中，首次观测到量子反常霍尔效应，即零磁场中的量子霍尔效应，该现象是世界物理学基础研究领域的一项重要发现，也是我国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象。磁性掺杂的三维拓扑绝缘体可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系，当三维拓扑绝缘体的厚度降低到几个nm时，就会过渡成二维拓扑绝缘体，利用二维拓扑绝缘体的边缘态，并引入磁性就能实现量子反常霍尔效应。要实现这一不可思议的量子现象，需要实验样品必须同时满足4项非常苛刻的条件：样品必须是二维系统(薄膜)，从而具有导电的一维边缘态；样品需要处在绝缘相，从而对导电没有任何贡献;样品需要存在铁磁序，从而存在反常霍尔效应；样品需要有非平凡的拓扑性质。

 

[1] 王东,浅谈从霍尔效应到量子反常霍尔效应. 电子世界. 2016,(23)

[2] 李海, 量子霍尔效应及量子反常霍尔效应的探索历程[J], 大学物理. 2014,33(12)

[3]杨锡震, 杨道生, 田强. 异常霍尔效应和自旋霍尔效应[J]. 物理实验, 2005, 25(10):4.

[4]张俊杰. 反常霍尔效应和自旋霍尔效应的理论介绍和比较研究[D]. 浙江师范大学, 2009.