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一扇科学研究新领域的大门可能被拉开。9月28日,上海交通大学李听昕、刘晓雪团队“分数量子反常霍尔效应”成果新闻发布会在沪召开。
凝聚态物理领域的量子霍尔效应的相关研究曾经三次获得诺贝尔奖。一次是二维电子系统中量子霍尔效应的发现,另一次是分数量子霍尔效应的发现。但是这两次发现都是在强磁场情况下产生的现象,还有一次则是与量子霍尔效应相关的理论发现。近日,上海交通大学李听昕、刘晓雪团队(实验)与美国田纳西大学张阳团队(理论)合作,在分数量子反常霍尔效应研究方面取得了突破性进展。他们设计制备了新型转角MoTe2莫尔超晶格器件,通过开展电学输运实验,直接观测到分数量子反常霍尔效应存在的确凿证据。该工作是国际上同期两个独立实验工作之一。得到了审稿人的高度评价,被认为是领域内的突破性进展。且原创的新型器件制备方法为后续一系列围绕分数量子反常霍尔效应的研究铺平了道路。该研究开启了零磁场条件下研究分数电荷激发、任意子统计等新奇物性的大门,为拓扑量子计算等研究提供了新的可能和机遇。
论文发表在《物理评论X》上,并被编辑以“物理亮点”形式重点推荐;《自然》杂志出版的“新闻与观点”评论文章认为两项研究工作为分数量子反常霍尔效应提供了确定性的证据。
本工作获得了科技部、基金委,上海市科委等项目的资助。极低温测量部分在中科院综合极端条件实验装置完成。本论文的合作者还包括上海交通大学物理与天文学院贾金锋院士,姜生伟副教授和史志文教授。(光明日报全媒体记者孟歆迪 颜维琦 通讯员魏娜)