浅谈量子反常霍尔效应及应用前景.ppt

浅谈量子反常霍尔效应及应用前景当你走进我的瞬间，世界悄然开始改变~
目录二、量子霍尔效应

研究系统：二维电子体系
应用的理论：量子力学理论
如：朗道能级
Laughlin波函数
规范变化
朗道的费米液体理论等理论

P.S.:理论推导过程中还涉及到张量的运算
理论推导过程（一）整数量子霍尔效应（IQHE）
由上述推导知：ν=整数

实验条件：
极低温(~1.5K)强磁场(~18T)比较纯的样品
实验结论：
1.霍尔电阻有台阶
2.台阶处纵向电阻为零.
3.台阶高度为,i为整数,对应于占满第i个Landau能级,
精度大约为5ppm.

（二）分数量子霍尔效应（FQHE）
由上述推导知：ν=分数
实验要求：
分数量子霍尔效应(FQHE)必须
是高迁移率的样品在强磁场中
更低的温度下才能观察到
补充内容三、量子反常霍尔效应（QAHE）设霍尔电阻率为ρxy
ρxy=R0B（R0称为常规霍尔系数）(1)
在铁磁性(FM)的金属材料样品里,横向电阻率ρxy的大小除了包括(1)式中的常规项外,还另外增加了与样品的磁化强度M大小有关的反常项,当样品达到饱和磁化强度Ms时,它就变成了常数.
根据经验,ρxy=R0B+4πRsM,(2)（其中Rs称为反常霍尔系数）

图：霍尔电阻率ρxy与磁场大小的关系曲线示意图

反常霍尔效应的特征（二）量子反常霍尔效应（QAHE）专家对量子反常霍尔效应的解释
陈宇林解释道：“反常霍尔效应是固体中由电子自身的自旋和轨道运动耦合导致的一个输运过程。而在量子反常霍尔绝缘体中，自发磁矩和自旋轨道耦合结合产生了拓扑非平凡电子结构，引起在无外加磁场条件下的量子霍尔效应。因为只有一个自旋通道参与电子导电，使其无损耗的导电比量子自旋霍尔体系更不容易被干扰，这将更有利于应用在低损耗电子和自旋电子学器件中。”
研究什么样的材料？为什么？量子霍尔效应与量子反常霍尔效应的比较Science摘要Figure2:ARPESspectraofBi2Se3filmsatroomtemperature.四、应用与展望Application不知不觉间我踏过半个世纪终在未名的终点寻到你参考文献