中新網上海9月28日電 (記者 許婧)記者從28日舉行的上海交通大學李聽昕、劉曉雪團隊“分數量子反常霍爾效應”成果新聞發布會上獲悉，上海交通大學李聽昕、劉曉雪團隊發現並驗證零磁場條件下分數量子反常霍爾效應的存在的成果發表在物理學研究領域的著名期刊《物理學評論X》上
，並被重點推薦。

這zhe一yi成cheng果guo在zai該gai領ling域yu內nei實shi現xian了le突tu破po性xing的de進jin展zhan，而er且qie團tuan隊dui通tong過guo原yuan創chuang的de新xin型xing器qi件jian的de製zhi備bei方fang法fa為wei後hou續xu的de一yi係xi列lie研yan究jiu鋪pu平ping了le道dao路lu。該gai研yan究jiu開kai啟qi了le零ling磁ci場chang條tiao件jian下xia研yan究jiu分fen數shu電dian荷he激ji發fa、任意子統計等新奇物性的大門
，為拓撲量子計算等研究提供了新的可能與機遇。

近日

，上海交通大學李聽昕、劉曉雪團隊發現並驗證零磁場條件下分數量子反常霍爾效應的存在的成果發表在物理學研究領域的著名期刊《物理學評論X》上
，並被重點推薦。 上海交大供圖

ningjutaiwulilingyudeliangzihuoerxiaoyingdexiangguanyanjiuzengjingsanhuonuojiang，yicishierweidianzixitongzhongliangzihuoerxiaoyingdefaxian，lingyicishifenshuliangzihuoerxiaoyingdefaxian。danshizheliangcifaxiandoushizaiqiangcichangqingkuangxiachanshengdexianxiang，haiyouyicizeshiyuliangzihuoerxiaoyingxiangguandelilunfaxian。

美國科學家霍爾(Edwin Hall)在1879年研究金屬的導電機製時發現，給一塊導體施加電流和一個垂直於電流方向的磁場，產生了“霍爾電壓”，該效應被稱為霍爾效應。根據霍爾效應原理製成的霍爾傳感器

，在速度傳感等方麵至今應用廣泛。

1980年初
，德國物理學家K. von Klitzing在zai研yan究jiu二er維wei電dian子zi係xi統tong的de霍huo爾er電dian阻zu時shi，發fa現xian極ji低di溫wen和he強qiang磁ci場chang的de極ji端duan條tiao件jian下xia，樣yang品pin的de霍huo爾er電dian阻zu出chu現xian了le一yi係xi列lie量liang子zi化hua的de平ping台tai，並bing且qie縱zong向xiang電dian阻zu會hui相xiang應ying呈cheng現xian出chu零ling電dian阻zu態tai。這zhe一yi現xian象xiang被bei稱cheng之zhi為wei整zheng數shu量liang子zi霍huo爾er效xiao應ying。

後hou來lai，理li論lun物wu理li學xue家jia意yi識shi到dao，必bi須xu要yao利li用yong數shu學xue中zhong的de拓tuo撲pu理li論lun，將jiang拓tuo撲pu的de概gai念nian引yin入ru物wu理li研yan究jiu
，才cai能neng完wan整zheng理li解jie整zheng數shu量liang子zi霍huo爾er效xiao應ying，由you此ci開kai啟qi了le拓tuo撲pu物wu理li研yan究jiu時shi代dai。整zheng數shu量liang子zi霍huo爾er效xiao應ying，也ye成cheng為wei人ren類lei發fa現xian的de第di一yi種zhong拓tuo撲pu量liang子zi物wu態tai。

通常
，真空中的電子總是帶整數的電荷數，不可能出現帶分數的電荷；上海交大物理與天文學院副教授李聽昕說，在後來驚人發現的分數量子霍爾效應中，一個電子就好像可以分裂成三份，每一份都帶1/3電(dian)荷(he)。可(ke)以(yi)說(shuo)
，分(fen)數(shu)量(liang)子(zi)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)是(shi)本(ben)質(zhi)上(shang)不(bu)同(tong)於(yu)整(zheng)數(shu)量(liang)子(zi)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)的(de)強(qiang)關(guan)聯(lian)量(liang)子(zi)物(wu)態(tai)

，是(shi)一(yi)種(zhong)奇(qi)異(yi)的(de)量(liang)子(zi)流(liu)體(ti)，成(cheng)為(wei)拓(tuo)撲(pu)量(liang)子(zi)計(ji)算(suan)的(de)重(zhong)要(yao)候(hou)選(xuan)方(fang)案(an)之(zhi)一(yi)。

然而
，有正常效應，就可能有反常效應。美國理論物理學家D. Haldane在1988年計算得出：可以出現零磁場下的整數量子霍爾效應，後來被稱作：量子反常霍爾效應。這一理論工作也是他獲得2016年諾貝爾物理學獎的代表性工作之一。

近jin年nian來lai，基ji於yu二er維wei材cai料liao莫mo爾er超chao晶jing格ge係xi統tong
，國guo際ji國guo內nei的de研yan究jiu者zhe們men在zai有you關guan分fen數shu量liang子zi反fan常chang霍huo爾er效xiao應ying的de理li論lun和he實shi驗yan研yan究jiu方fang麵mian開kai展zhan了le大da量liang探tan索suo，最zui終zhong將jiang目mu光guang聚ju焦jiao到dao轉zhuan角jiaoMoTe2體係。今年4-5月
，美國華盛頓大學Xiaodong Xu研究團隊和美國康奈爾大學Kin Fai Mak
，Jie Shan研究團隊分別獨立地報道了轉角MoTe2中存在有分數量子反常霍爾態的跡象。但光學測量手段一般難以給出分數量子反常霍爾效應存在的直接確鑿證據。

最近
，李聽昕、劉曉雪團隊(實驗)與美國田納西大學張陽團隊(理論)合作
，在分數量子反常霍爾效應研究方麵取得了突破性進展。他們設計製備了新型轉角MoTe2莫mo爾er超chao晶jing格ge器qi件jian

，通tong過guo開kai展zhan電dian學xue輸shu運yun實shi驗yan
，直zhi接jie觀guan測ce到dao分fen數shu量liang子zi反fan常chang霍huo爾er效xiao應ying存cun在zai的de確que鑿zao證zheng據ju
，該gai工gong作zuo是shi國guo際ji上shang同tong期qi兩liang個ge獨du立li實shi驗yan工gong作zuo之zhi一yi(另一實驗工作由美國華盛頓大學Xiaodong Xu研究團隊完成)。

gaigongzuodedaoleshengaorendegaodupingjia
，beirenweishilingyuneidetupoxingjinzhan，qieyuanchuangdexinxingqijianzhibeifangfaweihouxuyixilieweiraofenshuliangzifanchanghuoerxiaoyingdeyanjiupupingledaolu。gaiyanjiukaiqilelingcichangtiaojianxiayanjiufenshudianhejifa

、任意子統計等新奇物性的大門，為拓撲量子計算等研究提供了新的可能和機遇。

本工作獲得了科技部、基(ji)金(jin)委(wei)，上(shang)海(hai)市(shi)科(ke)委(wei)等(deng)項(xiang)目(mu)的(de)資(zi)助(zhu)。極(ji)低(di)溫(wen)測(ce)量(liang)部(bu)分(fen)在(zai)中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)綜(zong)合(he)極(ji)端(duan)條(tiao)件(jian)實(shi)驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)完(wan)成(cheng)，本(ben)論(lun)文(wen)的(de)合(he)作(zuo)者(zhe)還(hai)包(bao)括(kuo)上(shang)海(hai)交(jiao)通(tong)大(da)學(xue)物(wu)理(li)與(yu)天(tian)文(wen)學(xue)院(yuan)賈(jia)金(jin)鋒(feng)院(yuan)士(shi)，薑(jiang)生(sheng)偉(wei)副(fu)教(jiao)授(shou)和(he)史(shi)誌(zhi)文(wen)教(jiao)授(shou)。(完)

【編輯:陳文韜】