霍尔家族之量子反常霍尔效应：
在时间反演对称性保护的拓扑绝缘体材料中引入磁性，比如磁性掺杂或者磁性近邻效应，将会观测到量子反常霍尔效应。为了实现反常霍尔效应，自1988年开始就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何重要进展。2010年，我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作提出，磁性掺杂的三维拓扑绝缘体可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。当三维拓扑绝缘体的厚度降低到几个nm时（头发丝粗细的1/10000）,就会过渡成二维拓扑绝缘体，利用二维拓扑绝缘体的边缘态，并引入磁性就能实现量子反常霍尔效应。然而，物理学归根到底是一门实验科学，理论预言是否正确，需要实验的证明。于是，从实验上发现量子反常霍尔效应就成为许多科学家的奋斗目标。量子反常霍尔效应意味着在零磁场中，霍尔电阻跳变到约258000Ω的量子电阻值。要实现这一不可思议的量子现象，需要实验样品必须同时满足4项非常苛刻的条件：（1）物品必须是二维系统（薄膜），而具有导电的一维边缘态；（2）样品需要处在绝缘相，从而对导电没有任何贡献；（3）样品需要存在铁磁序，从而存在反常霍尔效应；（4）样品需要有非平凡的拓扑性质，从而使电子能带是反转的。当前，制备这样的实验样品多用分子束外延（MBE）方法，这是一种在单晶基片上生长高质量薄膜材料的新技术。在超高真空条件下分别加热装有各种化学元素的喷射炉，蒸发出的分子束或原子束将会直接喷射到适当温度的单晶基片上，再经表面吸附迁移后，就可使分子或原子按晶体排列，层层 地“长”在基片上，形成薄膜。薛其坤院士及其领导的团队，首先利用分子束外延技术，在硅、碳化硅和蓝宝石等单晶衬底上，制备岀了原子级平整的高质量三维拓扑绝缘体薄膜，并将其制备成输运器件；然后在30 mK的极低温环境下，对其磁阻和反常霍尔效应进行了精密测量。通过4年的不懈努力，测量超过1 000个样品， 终于发现在一定的外加栅极电压范围内，此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子电阻的数值，并形成了一个平台，同时纵向电阻急剧降低并趋近于零，这是量子化反常霍尔效应的特征性行为。此结果投稿到《科学》杂志后,3位审稿人均给予极高的评价，认为此项工作毫无疑问地在实验上实现了量子反常霍尔效应，结束了多年来人们对这一量子现象的探寻，是一个里程碑式的工作。薛其坤团队的成功，必将激发人们集中在两个方向上，对量子反常霍尔效应作更深入的研究：（1）何提高量子反常霍尔效应的温度(当前，实验温度为十几mK量级)；（2）薛其坤实验观测到的量子反常霍尔电阻25800Ω；
评论：
我成功 我上进 我可以: 哇[衰]
晏字: 虽然没看懂，但是我竟然认真看了一遍，来表达我深深的震撼[捂脸哭]
作者: 谢谢
