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gy_xmc2015銅蟲 (小有名氣)
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綜述推薦：分數(shù)量子霍爾效應(yīng)的實驗新進展（謝心澄、杜瑞瑞、林熙） 已有1人參與
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綜述：分數(shù)量子霍爾效應(yīng)的實驗新進展 http://nsr.oxfordjournals.org/content/1/4/564.full 量子霍爾效應(yīng)是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域重要和基本的量子效應(yīng)之一，近年來，我國科學(xué)家在該領(lǐng)域也取得了一系列科學(xué)突破。最近，北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心謝心澄教授，杜瑞瑞教授和林熙副教授在《國家科學(xué)評論》發(fā)表綜述文章（http://nsr.oxfordjournals.org/content/1/4/564.full）介紹相關(guān)的實驗研究最新進展。 1879年，霍爾效應(yīng)被物理學(xué)家霍爾在研究金屬的導(dǎo)電機制時發(fā)現(xiàn)，顯示出磁場和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系：當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現(xiàn)電勢差。 二維電子氣體在低溫強磁場條件下，霍爾電阻隨磁場變化可以出現(xiàn)量子化平臺，稱為量子霍爾效應(yīng)。1982年，美籍華裔物理學(xué)家崔琦（Daniel CheeTsui）和美國物理學(xué)家施特默（Horst L. Stormer）在更強磁場下研究量子霍爾效應(yīng)時發(fā)現(xiàn)了分數(shù)量子霍爾效應(yīng)，其霍爾電阻不僅是量子化的，而且是常數(shù)h/e2除以某一個分數(shù)。第一個被觀測到的分數(shù)態(tài)是1/3態(tài)，之后接近100個分數(shù)態(tài)被觀測到，這其中大部分是以奇數(shù)為分母的分數(shù)量子霍爾態(tài)，它們可以用復(fù)合費米子模型等理論去解釋。 5/2量子霍爾態(tài)比較特殊，它是一個偶數(shù)分母分數(shù)態(tài)，無法用原有的奇數(shù)分母量子霍爾效應(yīng)的物理去理解。本期《國家科學(xué)評論》發(fā)表的這篇綜述文章介紹了一系列嘗試理解5/2態(tài)的實驗努力，涉及能隙、自旋極化、分數(shù)電荷及相互作用參數(shù)等。目前看來，我們?nèi)孕韪嗯σ源_定5/2量子霍爾態(tài)的基態(tài)波函數(shù)，但現(xiàn)有的實驗和理論結(jié)果更支持其具有非阿貝爾統(tǒng)計性質(zhì)。5/2量子霍爾態(tài)，為簡單電子間復(fù)雜的多體相互作用的研究提供了特殊平臺，也在拓撲量子計算中具備潛在應(yīng)用前景。 該文還總結(jié)了近年來關(guān)于石墨烯的分數(shù)量子霍爾實驗。分數(shù)量子霍爾效應(yīng)于2005年在石墨烯中被觀測到，比起通常產(chǎn)生二維電子氣體的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)，石墨烯獨特的電子結(jié)構(gòu)和對稱性為分數(shù)量子霍爾效應(yīng)增加了新的物理內(nèi)涵。石墨烯可以用來研究高朗道能級的分數(shù)量子霍爾效應(yīng)和邊界物理現(xiàn)象。隨著單層石墨烯材料的樣品質(zhì)量改善和更低的測試溫度，有可能在石墨烯中發(fā)現(xiàn)更多的分數(shù)量子霍爾態(tài)，甚至可能包括偶分母分數(shù)態(tài)和非阿貝爾統(tǒng)計性質(zhì)。 盡管分數(shù)量子霍爾效應(yīng)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了三十多年，但該領(lǐng)域依然不斷呈現(xiàn)著令人感興趣的新物理現(xiàn)象，吸引著更多的物理學(xué)家來繼續(xù)探索。 |
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2016-09-18 12:25:54, 847.43 K
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2樓2016-09-18 21:49:02
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