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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

CoFeB/Pt反常霍尔效应标度关系的研究

本文研究了磁控溅射法制备的CoFeB/Pt薄膜的反常霍尔效应.通过测量不同温度下（5-300K）的反常霍尔效应,系统研究了反常霍尔效应的标度关系,发现反常霍尔系数RS与纵向电阻率ρxx之间的关系满足RS=aρxx＋bρ2xx,当CoFeB较薄时,Skew-Scattering机制对反常霍尔效应的贡献占主导地位,随者CoFeB厚度的增加,反常霍尔效应的物理机制过渡为SideJump机制.     

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。     

媒体纵览

<正>中国科学家发现量子反常霍尔效应由中国数家研究所联合组成的实验团队最近在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。这一实验发现也证实了三年前中科院物理研究所与斯坦福大学理论团队的预言。著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁表示,这是从中国的实验室里第一次做出的诺贝尔奖级的物理学成绩。这项研究成果的长远意义在于将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展,可能加速推进信息技术革命进程。(来源:新华网)     

我国科学家首次发现“量子反常霍尔效应”

"这个研究成果是从中国实验室里,第一次发表出来了诺贝尔物理奖级别的论文,这不仅是清华大学、中科院的喜事,也是整个国家发展中喜事。"4月10日,诺贝尔物理奖得主、清华大学高等研究院名誉院长杨振宁教授高度评价了我国科学家的重大发现--量子反常霍尔效应。由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上     

清华大学副校长薛其坤教授到中央民族大学理学院作报告

正2016年12月22日,应中央民族大学理学院邀请,中国科学院院士、清华大学物理系长江计划特聘教授、凝聚态物理学专家,现任清华大学副校长的薛其坤教授为理学院光电信息科学与工程、应用物理、纳米材料与技术专业学生作题为"成长发展之路"的励志报告.薛其坤院士是首位发现量子反常霍尔效应者之一.他带领的团队在国际顶尖专业期刊《科学》杂志上发表的关于量子反常霍尔效应的论文被诺贝尔物理学奖得主杨振宁先生评价为诺贝尔物理奖级别的论     

钉扎在高温超导体反常霍尔效应中的作用

研究了钉扎在高温超导体反常霍尔效应中的作用。将从Ginzburg-Landau(GL) 理论出发推导出的扩展幂律方程应用到高温超导体霍尔效应中, 并详细考虑钉扎效应, 得到了霍尔电阻在低温低场端分别关于温度和磁场的两个标度律, 不同高温超导体的实验数据可以很好地标度在一起。同时, 基于含时GL理论的结果并考虑钉扎效应,给出了一组描述存在一次或多次霍尔反号的高温超导体的霍尔电导方程。     

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,     

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.     

Cu：SiO2渗流系统电输运特性研究

研究了Cu与SiO2组成的渗流系统的电阻率、霍尔系数等电输运特性，该体系临界指数t高于经典渗流理论的预测数值，不同于其它渗流系统．并且在Cux(SiO2)1-x这一非磁性金属系统中，发现了巨霍尔效应(GHE)，其数值高于普通金属近3个数量级，为霍尔传感器材料研究提供了新途径，这种非磁性系统中的巨霍尔效应是由界观尺度的量子干涉效应引起的。     

Cu:SiO2渗流系统电输运特性研究

研究了Cu与SiO2组成的渗流系统的电阻率、霍尔系数等电输运特性,该体系临界指数t高于经典渗流理论的预测数值,不同于其它渗流系统.并且在Cux(SiO2)1-x这一非磁性金属系统中,发现了巨霍尔效应(GHE),其数值高于普通金属近3个数量级,为霍尔传感器材料研究提供了新途径.这种非磁性系统中的巨霍尔效应是由界观尺度的量子干涉效应引起的.     

霍尔效应与新材料的发展

介绍了经典霍尔效应、量子霍尔效应和反常量子霍尔效应,以及在石墨烯、拓扑绝缘体等纳米新材料发展过程中的应用.     

浅论霍尔效应的发展及其应用

随着半导体材料和低维物理的发展,霍尔效应的理论研究不断取得进展,应用霍尔效应发展的霍尔器件不断改进、发展,在生产和科研实际中得到越来越普遍的应用.     

霍尔效应在无刷直流电机控制中的应用

霍尔效应是非常重要的磁电效应,霍尔效应原理广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面,文中在简单介绍霍尔效应原理和直流无刷电机控制原理的基础上,结合无刷直流电动机中使用的霍尔位置传感器,说明了霍尔位置传感器控制无刷直流电机的工作原理,阐述了无刷直流电机中应用的霍尔位置传感器的基本特性和霍尔位置传感器组必须满足的条件。最后对霍尔位置传感器的应用进行了展望,说明了霍尔位置传感器具有较广泛的用途。     

冷原子中的光致量子自旋Hall效应

我们在冷原子体系中利用光致规范场模拟量子自旋霍尔效应。我们通过对 这样的多能级原子施加适当的激光脉冲,构造出具二重兼并的能量暗态(能量为零的本征态）,类似于自旋二分量体系,我们分别定义两个暗态为自旋向上及自旋向下态。当原子在空间分布的激光场中运动时,其所感受到的有效自旋相关规范场将导致可观测的自旋霍尔电流,从而实现对自旋霍尔效应的直接观测。