近期,，有關我國科學家，包括清華大學和中科院物理所的聯(lián)合研究團隊日前從實驗中觀測到量子反?；魻栃?/a>的報道層出不窮,，給予的評價也是十分高，諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧說是“諾貝爾獎級別”的,。
那么，首先我們要搞清楚：什么是量子反?；魻栃?？
舉個對比的例子來簡單直白的說說十分專業(yè)的這個量子反常霍爾效應的概念,。我們使用計算機的時候,，會遇到計算機發(fā)熱、能量損耗,、速度變慢等問題,。這是因為常態(tài)下芯片中的電子運動沒有特定的軌道、相互碰撞從而發(fā)生能量損耗,。而量子霍爾效應則可以對電子的運動制定一個規(guī)則,，讓它們在各自的跑道上“一往無前”地前進。“這就好比一輛跑車,，常態(tài)下是在擁擠的農(nóng)貿(mào)市場上前進,，而在量子霍爾效應下，則可以在‘各行其道,、互不干擾’的高速路上前進,。”
然而,，量子霍爾效應的產(chǎn)生需要非常強的磁場，“相當于外加10個計算機大的磁鐵,，這不但體積龐大,，而且價格昂貴，不適合個人電腦和便攜式計算機,。”而量子反?；魻栃拿烂钪幨遣恍枰魏瓮饧哟艌觯诹愦艌鲋芯涂梢詫崿F(xiàn)量子霍爾態(tài),，更容易應用到人們?nèi)粘Ｋ璧碾娮悠骷?，這些效應可能在未來電子器件中發(fā)揮特殊的作用，可用于制備低能耗的高速電子器件,。
既然量子反?；魻栃饔萌绱舜螅^測當然是很難的,，所以,，需要各方協(xié)作、各個科學領域的*科學家合作才能完成,，比如理論科學家,、試驗科學家等。2010年,，中科院物理所方忠,、戴希帶領的團隊與斯坦福大學的張首晟教授等合作，從理論與材料設計上取得了突破,，他們提出Cr或Fe磁性離子摻雜的Bi2Te3,、Bi2Se3、Sb2Te3族拓撲絕緣體中存在著特殊的V.Vleck鐵磁交換機制,，能形成穩(wěn)定的鐵磁絕緣體,，是實現(xiàn)量子反常霍爾效應的*體系[Science,，329, 61（2010）],。他們的計算表明，這種磁性拓撲絕緣體多層膜在一定的厚度和磁交換強度下,，即處在“量子反?；魻栃?rdquo;態(tài)。該理論與材料設計的突破引起了上的廣泛興趣,，許多世界*實驗室都爭相投入到這場競爭中來,，沿著這個思路尋找量子反常霍爾效應。薛其坤團隊經(jīng)過近4年的研究,，生長測量了1000多個樣品,。zui終，他們利用分子束外延方法,，生長出了高質(zhì)量的Cr摻雜（Bi,，Sb）2Te3拓撲絕緣體磁性薄膜，并在極低溫輸運測量裝置上成功觀測到了量子反?；魻栃?。
由于量子反常霍爾效應的發(fā)現(xiàn),，以及接下來的商業(yè)化,，必定會有層出不窮的新材料問世，為我們制造低能耗的高速電子器件,、解決芯片,、電子元器件發(fā)熱、功耗等問題提供*的解決之道,，新一代低能耗晶體管和電子學器件的發(fā)展,，可能加速推進信息技術革命進程。
具體到我們的生活中的應用上,，比如筆記本電腦的芯片發(fā)熱消耗的功率,，已經(jīng)為了散熱消耗的功率及風扇的噪聲等問題，都可以在量子反?；魻栃膽弥械玫浇鉀Q,。工作中在環(huán)境試驗設備上的應用主要是電氣控制及儀表制造材料和工藝上的應用，比如高低溫試驗箱上的控制器的小型化,、集成化將更進一步,。
所以，這個量子反?；魻栃?/strong>現(xiàn)象的觀測為今后世界新材料的研究提供了方向，相信不久的將來人類將因為這個發(fā)現(xiàn)而受益無窮,。
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