霍尔效应

量子反常霍尔效应是我国科学家从该实验上独立观测到的一个重要物理现象,也是世界基础研究领域的一项重要科学发现.这是在美国物理学家霍尔于1880年发现霍尔效应133年后终于实现了反常霍尔效应的量子化,是我国科学家从实验上独立观测到的一个重要物理现象,也是世界基础研究领域的一项重要科学发现.该文将详细讲解霍尔效应的发展历史.     

霍尔效应理论发展过程的研究

以霍尔效应的发展过程为线索,从不同种载流子的经典霍尔效应的出发,系统阐述了霍尔效应的原理、反常霍尔效应、整数量子霍尔效应、分数量子霍尔效应以及自旋霍尔效应理论的发展过程,同时介绍了我国在这方面研究的最新进展.     

霍尔效应理论发展过程的研究

以霍尔效应的发展过程为线索,从不同种载流子的经典霍尔效应的出发,系统阐述了霍尔效应的原理、反常霍尔效应、整数量子霍尔效应、分数量子霍尔效应以及自旋霍尔效应理论的发展过程,同时介绍了我国在这方面研究的最新进展.     

霍耳效应理论研究发展历程

自1879年霍尔效应发现以来,反常霍尔效应、自旋霍耳效应以及量子霍尔效应相继取得了突破性的进展,但是关于霍尔效应的部分理论机制还处于争论之中,迄今仍是科学研究的热点。本文从经典的霍尔效应开始,系统地介绍霍尔效应的发展历程。     

拓扑绝缘体是关键

量子反常霍尔效应是由清华大学薛其坤院士带领的由清华大学、中科院物理所和美国斯坦福大学等单位组成的研究团队发现的。我们拜访了薛其坤院士,请他来讲讲什么是量子反常霍尔效应,以及他们是如何发现这个现象的。     

量子霍尔效应的研究及进展

对霍尔效应、量子霍尔效应、量子反常霍尔效应等霍尔效应家族一系列成员进行了介绍,并给出了各效应的应用或应用前景,首次综述了霍尔效应家族的发展史。     

量子化反常霍尔效应及其研究进展

量子反常霍尔效应是在没有外磁场的情况下由自发磁化导致的量子化霍尔电导效应,其物理本质是自发磁化和自旋轨道耦合相互作用共同导致的拓扑非平庸的电子结构.因为此效应使用的是电荷流,更容易与现有的电子学技术兼容,它将推进新一代低能量消耗晶体管和电子学器件的发展.介绍了量子化反常霍尔效应的发展历程、产生机理,及其目前的研究进展.     

Ni79Fe21-Al2O3纳米颗粒膜的电、磁性质

采用磁控溅射法在玻璃基片上制备了一系列不同Ni79Fe21含量x的（Ni79Fe21)x(Al2O3)1-x纳米颗粒膜样品。研究了电阻率ρ与体积百分比x的关系，测出了逾渗阈值xρ，并对样品的巨磁电阻效应和霍尔效应进行了研究。发现存在三个区间：（1）当x＜48％时，在这个区间只有巨磁电阻效应，没有霍尔效应；（2）当48％＜x＜60％时，在这个区间巨磁电阻效应和霍尔效应共存，且随着x的减小而增强；（3）当x＞60％时，在这个区间只有霍尔效应，没有巨磁电阻效应。     

原子团簇吸附/掺杂转角双层石墨烯的量子反常霍尔效应实验研究

<正>我校物理电子工程学院孙海斌博士2018年获批国家自然科学基金面上项目:原子团簇吸附/掺杂转角双层石墨烯的量子反常霍尔效应实验研究,项目编号:11874317.量子反常霍尔效应是当前凝聚态物理和材料物理领域的一大研究热点,它不依赖于强磁场而由材料本身的自发磁化产生,能够极大地克服摩尔定律的极限,     

我科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应

由清华大学薛其坤院士领衔，清华大学、中科院物理所和斯坦福大学研究人员联合组成的团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破，他们从实验中首次观测到量子反常霍尔效应，这是我国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象，也是物理学领域基础研究的一项重要科学发现。     

Study on ZnO:Al (ZAO) films by DC reaction magnetron sputtering

The high quality ZnO: A1 films were successfully produced by DC reaction magnetron sputtering technology. The Al-doping effect on electrical and optical properties and its scattering mechanism are discussed in detail. The analyses of X-ray diffractometer (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and high resolution Auger electron spectroscopy (AES) show that Al2O3 could be effectively removed by controlling oxygen flow and Al-doping concentration during deposition of ZnO: Al films. Zn, Al and oxygen elements are well distributed through the films. For highly degenerated ZnO:A1 semi-conductive thin films, the theoretical and experimental results reveal that the ionized impurity. scattering dominates the Hall mobility in the films in the low-temperature range, while the lattice vibration scattering becomes a major scattering mechanism in the high-temperature range. The grain boundary scattering only plays a major role in the ZAO films with small grain size (as compared to the electron mean free path). The photoelectric properties of ZAO films show that it has low resistivity ( ～ 5 × 10-4 Ωcm), and the transmittance in visible range and the reflectance in IR region are above 80% and 60%, respectively.     

Thermal conductivity of nanoscale thin nickel films

The inhomogeneous non-equilibrium molecular dynamics (NEMD) scheme is applied to model phonon heat conduction in thin nickel films. The electronic contribution to the thermal conductivity of the film is deduced from the electrical conductivity through the use of the Wiedemann-Franz law. At the average temperature of T=300 K, which is lower than the Debye temperature ΘD=450 K, the results show that in a film thickness range of about 1?11 nm, the calculated cross-plane thermal conductivity decreases almost linearly with the decreasing film thickness, exhibiting a remarkable reduction compared with the bulk value. The electrical and thermal conductivities are anisotropic in thin nickel films for the thickness under about 10 nm. The phonon mean free path is estimated and the size effect on the thermal conductivity is attributed to the reduction of the phonon mean free path according to the kinetic theory.     

TiN/Si3N4界面结构对Ti-Si-N纳米晶复合膜力学性能的影响

采用多层膜模拟的方法研究了Ti-Si-N纳米晶复合膜中Si3N4界面相的存在方式，以探讨纳米晶复合膜的超硬机制。研究结果表明：Si3N4层厚对TiN／Si3N4多层膜的微结构和力学性能有重要影响。当Si3N4层厚小于0．7nm时，因TiN晶体的“模板效应”，原为非晶态的Si3N4晶化，并反过来促进TiN的晶体生长，从而使多层膜呈现TiN层和Si3N4层择优取向的共格外延生长。相应地，多层膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应，最高硬度和弹性模量分别为34．0GPa和352GPa．当层厚大于1．3nm后，Si3N4呈现非晶态，多层膜中TiN晶体的生长受到Si3N4非晶层的阻碍而形成纳米晶，薄膜的硬度和弹性模量亦随之下降。由此可得，Ti-Si-N纳米晶复合膜的强化与多层膜中2层不同模量调制层共格外延生长产生的超硬效应相同。     

Si—Ti—B掺杂金刚石／硬质合金复合体的性能

金刚石粒度和掺杂量两因素对Si-Ti-B掺杂金刚石/硬质合金复合体的金刚石层的抗弯强度和耐磨性的综合影响,可以归结为平均自由程与机械性能的关系。在强度(或耐磨性)与平均自由程的关系曲线中,存在最大值。对于低掺杂量材料,强度随平均自由程(粘结相层厚度)的减少而降低。对于高掺杂量材料,强度随粘结相层厚度的增大而下降。Si-Ti-B掺杂烧结金刚石的耐热性高于钴粘结金刚石。     

10.7AGeV^197Au诱发乳胶核反应射弹碎片平均自由程研究

本文对10.7 AGeV197Au诱发乳胶核反应射弹碎片平均自由程进行了研究,结果表明射弹碎片的平均自由程在实验误差范围内与距射弹作用点的距离D无关,射弹碎片的平均自由程不存在反常现象.对于α射弹碎片平均自由程,实验发现在实验误差范围内与距射弹作用点的距离D、碰撞参数b、射弹α碎片多重数无明显的依赖关系,以上结论也可以通过I Otterlund等人提出的检验方法得到进一步证实.     

成份依赖的软磁材料CoFeB和CoFeSiB

采用磁控溅射技术制备了两种不同的富钴非晶磁性材料CoFeB和CoFeSiB.对它们的磁特性与成分的依赖关系以及作为磁性隧道结自由层的翻转特性进行了研究.在大块材料样品状态下(厚度约为1μm),CoFeB的矫顽力可达到2.51×10-2A/m,CoFeSiB则显示出1.25×10-2A/m的矫顽力.而对于磁性隧道结的磁电阻测量表明:CoFeB薄膜的自旋极化对钴含量非常敏感,从而导致隧道结磁电阻值也发生明显的变化.相比较而言,CoFeSiB的翻转特性由于钴含量的变化而受到很大影响,而自旋极化对钴含量的依赖不甚明显,在很高的钴含量(80%)时达到饱和.结果表明,通过适当的调整非金属元素Si和B的含量,可以很好的调整CoFeSiB的软磁性能而有望满足下一代高密度自旋电子学器件对于材料的苛刻要求.     

脉冲激光镀膜工艺制备BiFeO3-CoFe2O4多铁性复合薄膜

采用脉冲激光镀膜（PLD）工艺,在Pt（111）/Ti/SiO₂/Si衬底上制备了柱状结构0.7BiFeO₃-0.3CoFe₂O₄（BFO-CFO）多铁性复合薄膜.在薄膜的沉积过程中,通过自组装生长实现钙钛矿结构BiFeO3和尖晶石结构CoFe₂O₄相的形成以及两相分离.探索了BFO-CFO复合薄膜的生长条件和机制,研究了薄膜厚度对BFO-CFO复合薄膜结构和性能的影响.     

磁性合金Kondo电导的精确解

利用推广的自洽迭代递归方法,精确求解了具有s-d交换相互作用系统的磁场顶角函数;计算了Kondo电导张量.发现,经过顶角函数的高级修正后,电导张量缩小到无高级修正值的1/(1+h~2).     

室温下金属铝膜的霍尔效应初步研究

采用真空蒸发镀膜法制备了金属铝薄膜,在室温下,用四探针法测量了样品的电阻率和霍尔系数。结果表明,制成的金属铝膜,电阻率由块体材料的10^-8Ω·m 增大到薄膜样品的10^-5Ω·m;霍尔系数由块体材料的10^-11m³/C数量级左右增大到10^-4m³/C数量级;电阻率和霍尔系数随着金属铝膜厚度的减小而逐渐增大。     

高能重离子碰撞中的正常核与反常核——关于反常现象的第五种解释

本文对高能重离子碰撞中射弹碎片的反常现象提出了第五种解释.计算出了射弹碎片中正常核、反常核及二者之和的数目、广义作用星数、广义局域平均自由程等与距离的函数关系.