量子反常霍尔效应研究相关科学仪器实物入藏国家博物馆

 

      

薛其坤院士在入藏仪式现场介绍实物(摄影/范立)


       2019年12月23日,清华大学物理系量子反常霍尔效应研究相关科学仪器实物入藏中国国家博物馆,入藏仪式在国家博物馆举行。薛其坤院士携清华大学量子反常霍尔效应研究团队将自主研发的分子束外延蒸发源炉、样品台、扫描隧道显微镜用杜瓦等8件研究中所使用关键性科学仪器实物捐赠给国家博物馆。

       中国国家博物馆是代表国家收藏、研究、展示、阐释能够充分反映中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化代表性物证的最高机构,致力于描绘我们这个时代的精神图谱,构建能够反映当代科学研究和工业技术发展历程的系统性馆藏。量子反常霍尔效应的首次实验发现,是世界物理学界近几年最重要的实验进展之一。此次量子反常霍尔效应研究相关科学仪器实物的入藏,进一步拓宽了国家博物馆在尖端科学研究领域的实物类馆藏,也是国家博物馆与清华大学合作的一次见证。


薛其坤院士团队自行设计的超高真空低温扫描隧道显微镜用杜瓦


薛其坤院士团队自行设计的超高真空低温扫描隧道显微镜用杜瓦局部(资料图)


薛其坤院士研究组自行研制的分子束外延样品台(摄影/范立)



量子反常霍尔效应测量用的低温样品架和样品局部(资料图)



薛其坤院士研究组自行研制的分子束外延蒸发源炉局部(资料图)


       霍尔效应是一种常见的电磁现象,广泛应用于磁传感器和半导体工业。1980年德国科学家冯·克利青发现的整数量子霍尔效应以及1982年美国科学家崔琦和施特默发现的分数量子霍尔效应向人们揭示出一种新的物质态:拓扑量子物态。量子反常霍尔效应是又一个全新的量子化的霍尔效应。在实验上在真实材料中发现量子反常霍尔效应,长期以来一直是物理学家追求的目标。美国、德国、日本等科学家均未取得最后的成功。

       2009年,薛其坤领导的实验团队对量子反常霍尔效应的实验进行攻关。2012年底,团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。在美国物理学家霍尔于1880年发现反常霍尔效应133年后,终于实现了反常霍尔效应的量子化。

       课题组于2013年将此项目成果发表于美国《科学》(Science)杂志。三名匿名审稿人一致给予了高度评价:“这项工作毫无疑问地证实了与普通量子霍尔效应不同来源的单通道边缘态的存在。我认为这是凝聚态物理学一项非常重要的成就。”“这篇文章结束了多年来对无朗道能级的量子霍尔效应的探寻。这是一篇里程碑式的文章。”“证实量子反常霍尔效应是拓扑物理中最值得期待的现象之一。在量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应被发现之后,量子反常霍尔效应通常被认为为唯一一个未发现的拓扑量子化。我祝贺这篇文章的作者在拓扑绝缘体领域做出的这一重大突破。”诺贝尔奖获得者杨振宁评价其为“第一次从中国实验室里发表的诺贝尔奖级的物理学论文”。


(转载自“国博君”微信公众号)