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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【科技日?qǐng)?bào)】我國學(xué)者發(fā)現(xiàn)陳數(shù)可調(diào)量子反?；魻栃?yīng)

2022-07-20 科技日?qǐng)?bào) 吳長鋒

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　量子霍爾效應(yīng)是一種在外加強(qiáng)磁場下由于朗道能級(jí)量子化導(dǎo)致的無耗散的量子輸運(yùn)特性。然而，外加強(qiáng)磁場這一需求極大地限制了該效應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用前景。近幾十年來，探索無磁場的量子霍爾效應(yīng)，即量子反?；魻栃?yīng)，吸引了眾多物理學(xué)家的關(guān)注，并在理論和實(shí)驗(yàn)上都取得了很大進(jìn)展。目前，已經(jīng)提出或?qū)崿F(xiàn)的量子反?；魻栃?yīng)集中在陳數(shù)為1（基于磁性拓?fù)浣^緣體薄膜等）或者2（基于單層石墨烯等）的小陳數(shù)體系，而陳數(shù)的大小直接對(duì)應(yīng)量子通道的多少，低陳數(shù)的現(xiàn)狀也顯著影響了量子反?；魻柶骷墓ぷ餍省?/p>

　　研究組經(jīng)過系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，通過外加一個(gè)弱磁場調(diào)控單層過渡金屬氧化物材料的磁化方向，便可實(shí)現(xiàn)不同陳數(shù)的量子反?；魻栃?yīng)。在費(fèi)米能級(jí)處，這兩種材料都具有6個(gè)自旋極化的狄拉克點(diǎn)。在引入自旋—軌道耦合作用之后，每個(gè)狄拉克點(diǎn)貢獻(xiàn)半個(gè)量子化的霍爾電導(dǎo)，但方向各異。當(dāng)磁化方向處于面內(nèi)且破壞垂直鏡面對(duì)稱性時(shí)，其中4個(gè)狄拉克點(diǎn)擁有相同的貝里曲率，而剩下2個(gè)狄拉克點(diǎn)處貝里曲率相反；此時(shí)，體系具有陳數(shù)為1的量子反?；魻栃?yīng)。而當(dāng)磁化方向偏離體系平面時(shí)，6個(gè)狄拉克點(diǎn)貢獻(xiàn)同向的貝里曲率。此時(shí)，體系具有陳數(shù)為3的量子反?；魻栃?yīng)。

　　該項(xiàng)研究成果不僅提供了一種新型的研究量子反?；魻栃?yīng)的材料平臺(tái)，更重要的是揭示了存在陳數(shù)可調(diào)的量子反?；魻栃?yīng)及其物理成因。

（原載于《科技日?qǐng)?bào)》 2022-07-20 02版）

　　記者18日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心喬振華教授研究組，基于單層過渡金屬氧化物發(fā)現(xiàn)了理論上陳數(shù)可調(diào)的量子反?；魻栃?yīng)。該成果日前發(fā)表在物理類國際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上，并被選為當(dāng)期封面。
　　量子霍爾效應(yīng)是一種在外加強(qiáng)磁場下由于朗道能級(jí)量子化導(dǎo)致的無耗散的量子輸運(yùn)特性。然而，外加強(qiáng)磁場這一需求極大地限制了該效應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用前景。近幾十年來，探索無磁場的量子霍爾效應(yīng)，即量子反?；魻栃?yīng)，吸引了眾多物理學(xué)家的關(guān)注，并在理論和實(shí)驗(yàn)上都取得了很大進(jìn)展。目前，已經(jīng)提出或?qū)崿F(xiàn)的量子反?；魻栃?yīng)集中在陳數(shù)為1（基于磁性拓?fù)浣^緣體薄膜等）或者2（基于單層石墨烯等）的小陳數(shù)體系，而陳數(shù)的大小直接對(duì)應(yīng)量子通道的多少，低陳數(shù)的現(xiàn)狀也顯著影響了量子反?；魻柶骷墓ぷ餍?。
　　研究組經(jīng)過系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，通過外加一個(gè)弱磁場調(diào)控單層過渡金屬氧化物材料的磁化方向，便可實(shí)現(xiàn)不同陳數(shù)的量子反?；魻栃?yīng)。在費(fèi)米能級(jí)處，這兩種材料都具有6個(gè)自旋極化的狄拉克點(diǎn)。在引入自旋—軌道耦合作用之后，每個(gè)狄拉克點(diǎn)貢獻(xiàn)半個(gè)量子化的霍爾電導(dǎo)，但方向各異。當(dāng)磁化方向處于面內(nèi)且破壞垂直鏡面對(duì)稱性時(shí)，其中4個(gè)狄拉克點(diǎn)擁有相同的貝里曲率，而剩下2個(gè)狄拉克點(diǎn)處貝里曲率相反；此時(shí)，體系具有陳數(shù)為1的量子反?；魻栃?yīng)。而當(dāng)磁化方向偏離體系平面時(shí)，6個(gè)狄拉克點(diǎn)貢獻(xiàn)同向的貝里曲率。此時(shí)，體系具有陳數(shù)為3的量子反?；魻栃?yīng)。
　　該項(xiàng)研究成果不僅提供了一種新型的研究量子反?；魻栃?yīng)的材料平臺(tái)，更重要的是揭示了存在陳數(shù)可調(diào)的量子反?；魻栃?yīng)及其物理成因。
　?。ㄔd于《科技日?qǐng)?bào)》 2022-07-20 02版）
　　

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