重大突破!我國科學家發現三維空間量子霍爾效應的存在!

近日,據有關報道,我國科學家首次在三維空間中發現了量子霍爾效應!而這個發現是在復旦大學物理學系修發賢課題組在拓撲半金屬砷化鎘納米片中觀測到的,發現一個特殊的軌道,叫做“外爾軌道”,至此,從二維到三維,其中關鍵的一步,邁出去了!

重大突破!我國科學家發現三維空間量子霍爾效應的存在!

可能很多人不知道量子霍爾效應是什麼,霍爾效應指的是磁場和感應電壓之間的關係,它最早是在1879年被E.H.霍爾發現,而且是量子力學版本的霍爾效應,也是整數量子霍爾效應和分數量子霍爾效應的統稱。

量子霍爾效應是20世紀以來凝聚態物理領域最重要的科學發現之一,整整一百年時間,科學家對量子領域還停留在二維空間裡,現如今,終於被我國科學家打破了!真正開始踏入了三維領域。那麼三維空間裡的量子霍爾效應有什麼特別之處呢?

我們都知道,三維空間,就是我們現在客觀存在的現實空間,它具有長寬高三種度量,這三種度量構成一個三維空間,那麼三維指的是前後-上下-左右,而且,三維能夠容納二維。我們打個比方,將一些橡皮繩按經緯線的樣式編成一張網,將之張平,我們可以將之近似看做是二維平面,然後將一個小球放在網上,橡皮網在小球的重力作用下凹陷,這就形成了三維空間,簡單說就是,二維就是一個平面,三維就是一個立體的。

三維空間裡的量子霍爾效應和二維裡的又有不同之處就在於,電子可以從天花板穿越房間到達地面,然後從地面再回到天花板。總之,這次的新研究又向前進了一大步,並且這一發現可被用於發展新一代低能耗晶體管和電子學器件,進而推動信息技術的進步!


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