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 Klitzingzaiyanjiuerweidianzixitongdehuoerdianzushi
，faxianjidiwenheqiangcichangdejiduantiaojianxia
，yangpindehuoerdianzuchuxianleyixilieliangzihuadepingtai，bingqiezongxiangdianzuhuixiangyingchengxianchulingdianzutai。zheyixianxiangbeichengzhiweizhengshuliangzihuoerxiaoying。

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(jiao)MoTe2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)。

該gai工gong作zuo得de到dao了le審shen稿gao人ren的de高gao度du評ping價jia，被bei認ren為wei是shi領ling域yu內nei的de突tu破po性xing進jin展zhan
，且qie原yuan創chuang的de新xin型xing器qi件jian製zhi備bei方fang法fa為wei後hou續xu一yi係xi列lie圍wei繞rao分fen數shu量liang子zi反fan常chang霍huo爾er效xiao應ying的de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和機遇。

本工作獲得了科技部、jijinwei，shanghaishikeweidengxiangmudezizhu。jidiwenceliangbufenzaizhongguokexueyuanzonghejiduantiaojianshiyanzhuangzhiwancheng
，benlunwendehezuozhehaibaokuoshanghaijiaotongdaxuewuliyutianwenxueyuanjiajinfengyuanshi
，jiangshengweifujiaoshouheshizhiwenjiaoshou。(完)

【編輯:陳文韜】