为什么观测到“量子反常霍尔效应”就拿了两次国家最高大奖?

熊孩子爱科技 2024-06-24 21:54:43

2023年度国家最高科学技术奖6月24日在京揭晓,李德仁院士、薛其坤院士获得中国科技界崇高荣誉。

李德仁是著名的摄影测量与遥感学家,他攻克卫星遥感全球高精度定位及测图核心技术,为我国高精度高分辨率对地观测体系建设作出了杰出贡献。

薛其坤是凝聚态物理领域著名科学家,他带领团队完成的“量子反常霍尔效应的实验发现”项目,其论文成果被杨振宁赞誉为“这是第一次从中国实验室里发表的诺贝尔奖级的物理学论文”。

而这一成果,在2018年国家科技奖励大会上,获得了当年度国家自然科学奖项中唯一一等奖。现在薛其坤院士再次获得国家最高奖,观测到这一现象到底有什么作用,才能让薛院士两度夺魁?

1.什么是量子霍尔效应?

量子霍尔效应是由德国科学家在1980年发现的一种量子效应,它是凝聚态物理学领域中最重要、最基本的量子效应之一。

这个效应的主要内容是,导体中杂乱无章运动着的电子,在磁场的作用下,会被迫跑到了一边。在这种效应下导体内部因电子无序运动产生的发热、损耗和速度下降的问题将极大的得到改善。

但是这种效应要让导体内耗降到可用的程度,需要非常强的磁场才行。一台电脑想用霍尔效应来节能降热,需要外加10个电脑这么大的磁铁才行,这就使得霍尔效应的应用成本非常之高且便利性几乎全无。

2.什么是量子反常霍尔效应?

量子反常霍尔效应最早在1988年由美国物理学家霍尔丹预言可能存在不需要外加磁场的量子霍尔效应。

2006年, 美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应。

2009年,薛其坤领导的实验团队对量子反常霍尔效应的实验进行攻关。他们利用分子束外延方法,生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜。

用这种方法,他们生长出了1000多个样品,终于在2012年底,团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。

3.这一发现的重大意义

当初论文发表时,《 科学 》杂志的匿名评审给出的评价是:“这篇文章结束了对量子反常霍尔效应多年的探寻,这是一项里程碑式的工作。”约一年后,该结果被国际上多个实验室在相同体系中重复,从而确认了该发现。

这一成果将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展,将对信息技术的进步产生重大影响。

而薛其坤院士除了在这一领域具有突出贡献之外,其主要方向为扫描隧道显微学、表面物理、自旋电子学、拓扑绝缘量子态和低维超导电性等,他在异质结体系中发现界面增强的高温超导电性,开启了国际高温超导领域的全新研究方向。

因此,两位院士能夺得国家最高荣誉,是众望所归,并非如一些喷子嘴里对中国院士的评价那样不堪!

52 阅读:10089
评论列表
  • 2024-06-25 03:22

    祝贺祝贺!!加油加油!!你们是最棒的!

  • 2024-06-25 11:22

    继续努力,让西方诺贝尔奖成笑话[点赞][点赞][点赞]

    走走停停 回复:
    莫言得诺贝尔文学奖就是个笑话,日本的村上村树都比他强!!
    用户13xxx36 回复:
    [得瑟]五毛,别光顾着打鸡血,多吃点猪脑花补脑。看清楚文章了,量子霍尔效应是1980年德国科学家提出的,我们的科学家是根据人家的理论在实验中发现的,没有西方科学家在前面奠基,你能发现个 P !
  • 小淼 36
    2024-06-25 19:18

    这种基础性是目前国内比较稀缺的[点赞]

    黄少宣 回复:
    此类研究理论最复杂最累最烦人,而且中间不能停下来。
  • 2024-06-25 12:50

    这个厉害。

  • lzy 30
    2024-06-25 14:42

    都是默默无闻

    lzy 回复: 用户18xxx12
    这消息也是刚传到火星,火星人刚知道
    用户18xxx12 回复:
    你是火星来的[呲牙笑]
  • 2024-06-25 14:06

    尽快工程化,然后半导体器件的能耗大降,散热需求变低,英特尔又可以继续堆性能了

    用户18xxx12 回复:
    十年了,目前没有应用
  • 2024-06-25 22:00

    致敬中国科学家! 为祖国的科技发展感到无比自豪![点赞][点赞][点赞]

  • 2024-06-25 16:27

    哦,灵机一动,想到了常温超导的可能方向,然而,我不能讲啊~~

    千程 回复:
    那个猜想家可坑哭了一批大数学家
  • 2024-06-27 00:19

    为啥总是别人提出我们完成

  • 2024-06-26 04:16

    国之栋梁!

  • 2024-06-26 06:36

    祝贺中国科学家!

  • 2024-06-25 21:24

    这个有什么应用前景吗?

    再见青春 回复:
    最简单的一个应用,就是可以让你的手机不再发烫
    用户93xxx46 回复: 再见青春
    那你猜猜应用了没有
  • 2024-06-28 01:04

    薛其坤院士是读考研究生时开始发力的,属于天才式人物,跟钱伟长院士相似之路![赞][赞][赞][赞]

  • 2024-06-26 18:22

    厉害!

  • 2024-06-27 07:23

    牛逼![点赞]

  • 2024-06-26 17:47

    五毛又高 潮 起来[笑着哭],又来贬低诺贝尔奖了,没有西方科学家在前面的理论奠基,你还能发现个 P!

    脚踢杠精 回复:
    屁的理论奠基,那是预言,推论出来的,这项发现本身就是未来的基础
  • 2024-06-26 18:18

    国士

  • 2024-06-26 13:21

    基础研究是高科技高技术产业的基石[点赞]

熊孩子爱科技

简介:一定要让孩子从小了解各种知识!