进入“没有赛道的竞技场”
一条保存了12年的短信 2017年10月,清华大学低维量子物理国家重点实验室,薛其坤(左三)与学生讨论实验工作。苑洁 摄 努力推动成果应用 量子反常霍尔效应是新中国成立以来我国物理学家发现的重要科学效应之一,是中国物理学界对世界物理学发展作出的一项重大贡献。 “这个成果的产生,应该是对国家、人民长期大力支持的回报。”薛其坤表示。 成果发表后,产生了巨大的国际学术影响,得到了杨振宁等著名物理学家的高度评价。薛其坤于2014年、2022年两次受邀在由诺贝尔基金会发起的诺贝尔论坛作特邀报告,还在2014年国际分子束外延大会、2014年国际半导体物理大会等相关领域最有影响力的国际会议上作大会特邀报告。 该成果也推动了相关研究的快速发展。此后数年间,各国研究者通过对磁性拓扑绝缘体材料性质的改进,将量子反常霍尔效应的实现温度从0.03开尔文(K)提升到1开尔文以上。美国、日本、德国等国的国家计量机构均开展了基于量子反常霍尔效应的电阻量子标准研究,量子反常霍尔电阻的精确度已初步满足应用于电阻量子标准的条件。量子反常霍尔效应还在超冷原子系统、内禀磁性拓扑绝缘体系统、转角石墨烯、转角过渡金属硫化物系统中被观测到。如今,量子反常霍尔效应相关研究已成为国际物理学发展最快的研究方向之一。 薛其坤团队也在相关研究中不断取得新成果,继续引领着该方向的国际学术进展。他们与合作者在2018年首次发现一种内禀磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4,这种材料具有规则排列的磁性原子和巨大的磁能隙,有可能实现更高工作温度的量子反常霍尔效应,从而使其能在电子器件中应用。这一发现开启了国际上一个新的热点研究方向,近年已有科学家基于该材料,在30K温度观测到磁场辅助下量子反常霍尔态存在的证据,进一步增大了基于此材料实现高温量子反常霍尔效应的希望。 “我们还要提高量子反常霍尔效应的观察温度,寻找更便宜的材料,使它尽快应用到实际中去。这是我们正在努力的方向。”薛其坤说。 山区走出的战略科学家
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