量子反常霍尔效应的实验观测和体会,量子霍尔效应和量子反常霍尔效应之间的联系和区别

量子反常霍尔效应和量子霍尔效应有什么不同

与常规的量子霍尔效应（QHE）不同，量子反常霍尔效应的独特之处在于其仅在拓扑绝缘体中展现。研究者们探索QAHE的动力，源于QHE的边缘态虽然具备超导性，但在实际应用中却受限于高磁场需求，这无疑增加了能耗的挑战。

理论计算得到的磁性拓扑绝缘体多层膜的能带结构和相应的霍尔电导。“量子反常霍尔效应”是多年来该领域的一个非常困难的重大挑战，它与已知的量子霍尔效应具有完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应；同时它的实现也更加困难，需要精准的材料设计、制备与调控。

然而，量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场。为了一台计算机的量子霍尔效应，相当于需外加10个计算机大的磁铁，不但体积庞大，而且价格昂贵，不适合个人电脑和便携式计算机。1988年，美国物理学家霍尔丹提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，即“量子反常霍尔效应”。

霍尔效应 在1879年被物理学家霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，这种效应和传统的电磁感应完全不同。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的作用力，从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。

其次，让人称奇的是，这种严格的量子化能够在具有相当低的迁移率和非零体导电通道的材料中实现。这些都说明量子反常霍尔效应比量子自旋霍尔效应要稳定得多，可以媲美甚至比量子霍尔效应有更强的适应能力。量子自旋霍尔效应[1] 找到了电子自转方向与电流方向之间的规律。

量子霍尔效应 K.Von Klitzing，G.Dorda，M.Pepper于1979年发现，霍尔常数（强磁场中，纵向电压和横向电流的比值）是量子化的，RH＝V/I＝h/νe2，ν＝1，2，3，……。这种效应称为整数量子霍尔效应。

巴雷尼凭借什么研究获得诺贝尔奖

她继续放射性的研究工作。1910年，她和法国化学家德别爱尔诺一起分析出纯镭元素，确定了镭的原子量和在元素周期表中的位置。她还测出了氡和其他一些放射性元素的半衰期，整理出放射性元素衰变的系统关系。由于这些重大成就，又荣获1911年诺贝尔化学奖，成为历史上仅有的两次获得诺贝尔奖的科学家。

体育锻炼弥补了由于残疾给巴雷尼带来的不便。母亲的榜样作用，更是深深教育了巴雷尼，他终于经受住了命运给他的严酷打击。他刻苦学习，学习成绩一直在班上是名列前茅。最后，以优异的成绩考进了维也纳医学院。大学毕业后，巴雷尼以全部精力致力于耳科神精学的研究。

母亲的榜样作用，更是深深教育了巴雷尼，他终于经受住了命运给他的严酷打击。他刻苦学习，学习成绩一直在班上名列前茅。最后，以优异的成绩考进了维也纳大学医学院。大学毕业后，巴雷尼以全部精力，致力于耳科神经学的研究。最后，终于登上了诺贝尔生理学和医学奖的领奖台。

鉴于上述重大成就，1911年她叉获得了诺贝尔化学奖，成为历史上第一位两次获得诺贝尔奖的伟大科学家。