高場磁體實驗室 - 室溫量子霍爾效應

高場磁體實驗室 - 室溫量子霍爾效應

室溫量子霍爾效應

一個國際研究小組的科學家來自曼徹斯特大學（英國），哥倫比亞大學（美國），高場磁體實驗室奈梅亨（荷蘭）和國家高磁場實驗室在塔拉哈西（美國）發表了驚人的發現，該量子霍爾效應，迄今只存在相信在非常低的溫度，可以測量室溫。在一份文件發表在科學快訊（2007年2月15號），團隊描述了如何觀察成為可能使用最高可用磁場在奈梅亨（33特斯拉）和塔拉哈西（45特斯拉）。

量子霍爾效應，發現由K.訴Klitzing於1980年，是一個最重要的量子效應發生在一個堅實的國家制度。除了 ​​它的重要性的基本認識量子物理學的極其精確量化的霍爾電阻單位的H / E ²（25 812.807歐姆）產生了巨大影響量子計量標準提供了一個電阻以前所未有的精度。不幸的是，直到目前它是唯一可以測量量子霍爾效應在非常低的溫度（幾度絕對零度以上），所有試圖延長量子霍爾效應，以相當高的溫度下被判處失敗為止。

最近，一個新的成員加入了家庭的二維電子系統，石墨，石墨單層排列在蜂巢晶格。相對論電子在石墨烯表現為手性狄拉克費米子，一個行為，可以通過最有效的手段進行研究的高場量子霍爾實驗。由於獨特的帶結構的石墨，現在成為可能延長 observably的量子霍爾效應達到環境溫度。科學家們相信，未來的研究可能最終導致表上方阻力在高溫下工作標準和技術直截了當地進入磁場的幾個特斯拉。

量子霍爾物理學發現迄今在石墨大概只有形成的冰山一角，很多現象仍有待解開。毫無疑問，高磁場將繼續發揮決定性的作用。

圖：一）場效應晶體管製成的石墨在SIMOX襯底。 二）藝術印象的蜂窩晶格的碳原子在石墨。C）室溫量子霍爾效應：霍爾電導率是量化在半跨值（4E ² /小時）。

這項工作發表在：

KS Novoselov，Z.江，Y.張，SV莫羅佐夫，HL斯托默，U. Zeitler，JC馬安，GS Boebinger，P.金，AK Geim， 室溫量子霍爾效應石墨， 科學快訊，2007年2月15號

欲了解更多消息，也見 ​​www.magnet.fsu.edu和www.fom.nl（在荷蘭）。