by FLEET 信用:FLEET 跨越三个舰队节点的合作回顾了支撑量子反常霍尔效应的基本理论
QAHE是最近凝聚态物理中最引人入胜和最重要的发现之一
这是新兴量子材料功能的关键，它为超低能量电子学提供了潜力
QAHE使零电阻电流沿着材料的边缘流动
拓扑材料:低能电子学的关键 2016年诺贝尔物理学奖认可的拓扑绝缘体是基于一种被称为量子反常霍尔效应(QAHE)的量子效应
“拓扑绝缘体只沿其边缘导电，单向边缘路径传导电子，没有传统材料中导致耗散和发热的散射，”主要作者穆罕默德·纳迪姆解释说
20世纪80年代，2016年诺贝尔奖获得者邓肯·霍尔丹教授(曼彻斯特)首次提出了QAHE，但随后证明在真实材料中实现QAHE具有挑战性
磁性掺杂的拓扑绝缘体和无自旋间隙半导体是QAHE的两个最佳候选者
量子霍尔效应(QHE)是霍尔效应的量子力学版本，在这种效应中，外加磁场产生垂直于电流的微小电压差
在非常强的磁场中，在低温的二维系统中可以观察到量子霍尔效应，在这个过程中霍尔电阻经历了量子跃迁
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，它以离散的步骤变化，而不是平滑地变化
QAHE描述了横向霍尔电阻的意外量化，伴随着纵向电阻的显著下降
QAHE被称为异常，因为它在没有任何外加磁场的情况下发生，驱动力由自旋轨道耦合或固有磁化提供
研究人员试图增强这两个驱动因素，以增强质量保证体系，允许拓扑电子学在室温下运行是可行的
这是技术专家非常感兴趣的领域，”王晓林解释道
“他们有兴趣利用电阻的显著降低来显著降低电子设备的功耗
" “我们希望这项研究将阐明量子反常霍尔材料的基本理论观点，”合著者、蒙纳士大学的迈克尔·弗尔教授说，他是舰队的负责人
这项研究 合作的理论研究集中在这两种机制上: 大自旋轨道耦合(电子运动和自旋之间的相互作用)强固有磁化(铁磁性) 我们回顾了四个模型，它们可以增强这两种效应，从而增强量子级联放大效应，使拓扑绝缘体和自旋全极化零隙材料(自旋无隙半导体)能够在更高的温度下发挥作用
穆罕默德·纳德姆解释说:“在各种适用于量子电动力学的候选材料中，无自旋间隙半导体可能是未来拓扑电子学/自旋电子学应用的潜在兴趣。”
磁性掺杂拓扑绝缘体和铁磁无自旋间隙半导体中的量子反常霍尔效应——一篇展望性评论发表在2020年9月的《小》杂志上
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