发现量子自旋霍尔效应

　　6. 发现量子自旋霍尔效应

发现量子自旋霍尔效应

　　根据加州理论物理学家的预测，中间夹着碲化汞薄层的“半导体三明治”的电子能够上演与众不同的行为，也就是所谓的“量子自旋霍尔效应”。2007年，他们与德国试验物理学家合作，证明量子自旋霍尔效应确实存在。当被置于外部电场和磁场时，电子会表现出一系列古怪的行为，量子自旋霍尔效应的发现无疑为电子披上了一件新的古怪外衣。

　　1980年，德国和英国研究人员发现了量子霍尔效应，这一发现让人们对制造新型电脑芯片装置充满了希望。但由于这种效应需要满足强磁场和低温这两个条件，类似的装置仍旧是一个白日梦。

　　然而，物理学家还是相当幸运的，除了带有电荷外，电子还拥有另一个特性——旋转。最近一些年，理论家便预言，拥有正常电子结构的材料可以与电场发生作用并最终出现量子自旋霍尔效应，也就是说，我们可以获得一种旋转驱动版且几乎没有能量损失的导电性。值得一提的是，这种材料也无需满足强磁场和低温这两个条件。

　　2007年，“碲化汞三明治”在温度低于10开的条件下“表演”了量子自旋霍尔效应。如果研究人员能够在室温下上演同样的一幕，制造新型低功耗“自旋电子”计算设备将成为一种可能。