诺贝尔奖级yd15818

未来的电脑不再需要散热器?这很有可能变为现实。清华大学和中科院物理所1O日在北京宣布，他们组成的团队从实验中首次观测到量子反常霍尔效应。这一重大发现将可能加速推进信息技术革命，在未来研制出极低能耗的电子器件。著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁1O日称赞这一重大发现是诺贝尔奖级的成绩。

清华大学和中国科学院物理研究所1O日在北京联合宣布：由清华大学教授、中国科学院院士薛其坤领衔，清华大学物理系和中科院物理研究所联合组成的实验团队最近取得重大科研突破，在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中，从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。

杨振宁表示，薛其坤及其团队做出的实验成果，是从中国的实验室里第一次做出了诺贝尔奖级的物理学成绩，不仅是科学界的喜事，也是整个国家的喜事。

杨振宁说，获诺贝尔奖的具体条件无法定义，但他相信99％在前沿物理学做研究的人都会同意这是一个诺贝尔奖级的成果。过去人们总认为中国人不擅于做实验，仿佛只会搞理论，其实中国已经有世界一流的实验室，加上中国人的勤奋和团队合作精神，是能够做出一流的实验的。

在过去4年间，薛其坤和他的团队测试了1000多个样本，克服重重障碍，才在极其严格的实验要求下完成这一实验。这项研究成果的长远意义在于将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展，可能加速推进信息技术革命进程。

背景

霍尔效应: 诺贝尔奖的富矿

霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的一个物理效应。在一个通有电流的导体中，如果施加一个垂直于电流方向的磁场，由于洛伦兹力的作用，电子的运动轨迹将产生偏转，从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压，这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。次年，霍尔又在磁性金属中发现了无需外部磁场的霍尔效应，称为反常霍尔效应。

从那时起，霍尔效应就像一个富矿，一代又一代科学家为之着迷和献身，他们的成就也多次获得诺贝尔物理奖。

1980年左右，德国科学家冯·克利青发现了整数量子霍尔效应，获得1985年诺贝尔物理奖。

1982年,美籍华人物理学家崔琦和施特默等发现了分数量子霍尔效应，这个效应不久由另一位美国物理学家劳弗林给出理论解释，他们三人荣获1998年诺贝尔物理奖。

最近一次与霍尔效应有关的诺贝尔奖是2010年的诺贝尔物理奖。2005年,英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，在常温下观察到量子霍尔效应。他们于2010年获诺奖。石墨烯这种“超薄的碳膜”厚度只有O.335纳米，是至今发现的厚度最薄和强度最高的材料。

薛其坤院士领衔的团队在实验上首次发现量子反常霍尔效应，被认为有可能是量子霍尔效应家族的最后一个重要成员。

应用

超级电脑有望像ipad大小

与量子霍尔效应相关的发现之所以屡获学术大奖，是因为霍尔效应在应用技术中特别重要。人类日常生活中常用的很多电子器件都来自霍尔效应，仅汽车上广泛应用的霍尔器件就包括：信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器等。

此外，在当今信息社会，半导体技术飞速发展，但电脑运行中热量如何散发成为困扰半导体和信息产业发展的一个瓶颈问题。而量子反常霍尔效应的发现将有望解决这一难题，因为这一效应可能在未来电子器件中发挥特殊作用，可用于制备低能耗的高速电子器件。科学家可使电子在不需要强磁场的情况下，按照固定轨迹运动，减少电子无规则碰撞导致的发热和能量损耗。通过密度集成，将来计算机的体积也将大大缩小，千亿次的超级计算机有望做成现在的ipad那么大。这意味着个人电脑未来可能得以更新换代。

青岛早报20130411/42 本组内容据新华社、《北京青年报》