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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【中國科學(xué)報(bào)】三維量子霍爾效應(yīng)首獲驗(yàn)證

2019-05-16 中國科學(xué)報(bào) 楊保國范瓊

【字體：大中小】

語音播報(bào)

在碲化鋯體系中觀測到三維量子霍爾效應(yīng)。（設(shè)計(jì)：王國燕、何聰）

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)喬振華課題組與南方科技大學(xué)張立源課題組等合作，首次在毫米級的碲化鋯材料上觀測到三維量子霍爾效應(yīng)，研究成果日前發(fā)表在《自然》上。

　　霍爾效應(yīng)描述了當(dāng)磁場加載到金屬和半導(dǎo)體上時(shí)，電力與磁力之間的一種相互關(guān)系。1879年發(fā)現(xiàn)的霍爾效應(yīng)這一基礎(chǔ)理論對半導(dǎo)體行業(yè)意義深遠(yuǎn)，因?yàn)樗嵌O管發(fā)明的重要前提。1980年，德國科學(xué)家馮·克利青首次在二維體系里發(fā)現(xiàn)了量子霍爾效應(yīng)，改變了傳統(tǒng)學(xué)界對物態(tài)和相變的理解，并把拓?fù)涓拍钜氲轿锢韺W(xué)研究中。

　　能否在三維體系中也觀測到量子霍爾效應(yīng)？1987年，哈佛大學(xué)教授伯特蘭·霍爾珀林從理論上預(yù)言了三維體系存在量子霍爾效應(yīng)，并給出了它的測量特征。然而，要觀測到三維量子霍爾效應(yīng)，必須把電子態(tài)調(diào)控到量子極限區(qū)域，這對測量磁場條件或材料體系的要求異?？量?，幾十年來，科學(xué)界一直未有確鑿的觀測證據(jù)。

　　碲化鋯是一種三維層狀結(jié)構(gòu)的新型材料，具有特殊的熱電性質(zhì)和反常的電阻對溫度的依賴關(guān)系。近年來，全世界眾多實(shí)驗(yàn)室在制備該材料，并希望通過多種不同手段進(jìn)行探測確定其物理特性。從2014年起，張立源團(tuán)隊(duì)開始嘗試實(shí)驗(yàn)研究該體系，希望在拓?fù)湫再|(zhì)研究上有所收獲，卻意外發(fā)現(xiàn)碲化鋯是研究三維體系的理想材料。2017年初，從事相同方向理論研究的喬振華團(tuán)隊(duì)與張立源團(tuán)隊(duì)開始密切合作，測試分析了難以計(jì)數(shù)的樣品，終于在該三維宏觀材料上觀測到量子霍爾效應(yīng)。

　　此次在毫米級的宏觀尺度上實(shí)現(xiàn)三維量子霍爾效應(yīng)，補(bǔ)全了霍爾效應(yīng)家族一個(gè)重要拼圖。豐富多彩的三維體系，將為霍爾效應(yīng)家族的發(fā)展提供全新的領(lǐng)域和視角。美國國家科學(xué)院院士文小剛對該發(fā)現(xiàn)給予高度評價(jià)：“給了我們一個(gè)新的材料體系，其中也能產(chǎn)生拓?fù)湫??！?/p>

　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2019-05-16 第1版要聞)

在碲化鋯體系中觀測到三維量子霍爾效應(yīng)。（設(shè)計(jì)：王國燕、何聰）
　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)喬振華課題組與南方科技大學(xué)張立源課題組等合作，首次在毫米級的碲化鋯材料上觀測到三維量子霍爾效應(yīng)，研究成果日前發(fā)表在《自然》上。
　　霍爾效應(yīng)描述了當(dāng)磁場加載到金屬和半導(dǎo)體上時(shí)，電力與磁力之間的一種相互關(guān)系。1879年發(fā)現(xiàn)的霍爾效應(yīng)這一基礎(chǔ)理論對半導(dǎo)體行業(yè)意義深遠(yuǎn)，因?yàn)樗嵌O管發(fā)明的重要前提。1980年，德國科學(xué)家馮·克利青首次在二維體系里發(fā)現(xiàn)了量子霍爾效應(yīng)，改變了傳統(tǒng)學(xué)界對物態(tài)和相變的理解，并把拓?fù)涓拍钜氲轿锢韺W(xué)研究中。
　　能否在三維體系中也觀測到量子霍爾效應(yīng)？1987年，哈佛大學(xué)教授伯特蘭·霍爾珀林從理論上預(yù)言了三維體系存在量子霍爾效應(yīng)，并給出了它的測量特征。然而，要觀測到三維量子霍爾效應(yīng)，必須把電子態(tài)調(diào)控到量子極限區(qū)域，這對測量磁場條件或材料體系的要求異常苛刻，幾十年來，科學(xué)界一直未有確鑿的觀測證據(jù)。
　　碲化鋯是一種三維層狀結(jié)構(gòu)的新型材料，具有特殊的熱電性質(zhì)和反常的電阻對溫度的依賴關(guān)系。近年來，全世界眾多實(shí)驗(yàn)室在制備該材料，并希望通過多種不同手段進(jìn)行探測確定其物理特性。從2014年起，張立源團(tuán)隊(duì)開始嘗試實(shí)驗(yàn)研究該體系，希望在拓?fù)湫再|(zhì)研究上有所收獲，卻意外發(fā)現(xiàn)碲化鋯是研究三維體系的理想材料。2017年初，從事相同方向理論研究的喬振華團(tuán)隊(duì)與張立源團(tuán)隊(duì)開始密切合作，測試分析了難以計(jì)數(shù)的樣品，終于在該三維宏觀材料上觀測到量子霍爾效應(yīng)。
　　此次在毫米級的宏觀尺度上實(shí)現(xiàn)三維量子霍爾效應(yīng)，補(bǔ)全了霍爾效應(yīng)家族一個(gè)重要拼圖。豐富多彩的三維體系，將為霍爾效應(yīng)家族的發(fā)展提供全新的領(lǐng)域和視角。美國國家科學(xué)院院士文小剛對該發(fā)現(xiàn)給予高度評價(jià)：“給了我們一個(gè)新的材料體系，其中也能產(chǎn)生拓?fù)湫?。?br/>　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2019-05-16 第1版要聞)

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