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足球即时比分90手机版,最高奖项公布,被颁给了中国这个院士,研究出一技术攻克世界难题

2020-01-11 17:49:41

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足球即时比分90手机版,薛其坤院士

中国自然科学领域的最高奖项是国家自然科学一等奖,因为评选严格性,历史上多次出现空缺,像是2010年到2012年直接连续三年空缺,1月8日2018年度的这个奖项被颁给了薛其坤院士团队完成的“量子反常霍尔效应的实验发现”。

量子反常霍尔效应,这八个字对于普通人来说,每个字都认识,连起来却完全看不懂,但在物理学家的眼中,它是那么的美妙又那么的神奇,它的发现可能带来下一次信息技术革命,还能为中国争夺这场信息革命中的战略制高点。在了解量子反常霍尔效应之前,我们先认识一下量子霍尔效应,在凝聚态物理的研究中它的地位极其重要,一代又一代的科学家为之献身和着迷,下面举个比较简单的例子。

量子反常霍尔效应

我们用计算机的时候,总会碰到速度变慢、发热之类的问题,这是因为常态下芯片中的电子运动相互碰撞、没有特定的轨道,于是电流在传输的时候就会发生能量损耗的现象。量子霍尔效应则能给电子的运动制定规则,使电子在各自的跑道上“一往无前”,就像一辆跑车,常态是在杂乱的农贸市场前进,而在量子霍尔效应下,就变成了“互不干扰、各行其道”的高速公路上前进。

不过想要产生量子霍尔效应,需要的磁场非常强,相当于加了10个计算机大的磁铁,价格还贵,对个人电脑和便携式计算机来说根本不适合。量子反常霍尔效应的好处在于不用加任何磁场,更容易用到我们日常需要的电子器件中去。从1988年开始,理论物理学家不断提出方案,可惜在实验上没有任何的进展。2006年美国华裔物理学家张首晟领导的理论组成功预言二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应,2008年指出了新方向。

薛其坤院士发现量子反常霍尔效应

量子反常霍尔效应对材料性质的要求十分苛刻,好比要求一个运动员同时具有郭金晶的灵巧度、姚明的高度以及刘翔的速度。从2009年开始,由清华大学物理系和中科院物理研究所组成,中国科学院院士薛其坤带领的实验团队经过四年努力,生长测量了一千多个样品,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,在特定的条件下,成功观测到量子反常霍尔效应,世界难题被攻克。

研究成果一经发表,在物理学界引起巨大反响,第一个获得诺贝尔物理学奖的中国人杨振宁说,这是从中国实验室里,第一次发表出来了诺贝尔物理奖级别的论文,不仅是中科院、清华大学的喜事,同时也是整个国家发展中喜事。未来若是应用到电子器件里,计算机发热耗能带来的一系列问题都会被克服,半导体工业还将迎来一次革命。(立秦)

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