中新网上海9月28日电(记者许婧)记者从28日举行的上海交通大学李廷新、刘晓雪“分数量子异常霍尔效应”研究结果新闻发布会上获悉，上海交通大学李廷新、刘晓雪团队在零磁场条件下发现并验证分数量子异常霍尔效应存在的成果发表在物理学研究领域著名期刊《物理评论X》上，并被大力推荐。
这项成果在该领域取得了突破，团队通过新器件的原始制备 *** 为后续的一系列研究铺平了道路。该研究打开了零磁场下分数电荷激发、任意子统计等新颖物理性质研究的大门，为拓扑量子计算等研究提供了新的可能性和机遇。
近日，上海交通大学李廷新和刘晓雪团队发现并验证了零磁场条件下分数量子反常霍尔效应的存在，发表在物理学研究领域的著名期刊《物理评论X》上，受到强烈推荐。上海交通大学供图
凝聚态物理中的量子霍尔效应研究获得了三次诺贝尔奖，一次是发现二维电子系统中的量子霍尔效应，另一次是发现分数量子霍尔效应。不过这两个发现都是强磁场下的现象，另外一个是与量子霍尔效应相关的理论发现。
1879年，美国科学家埃德温·霍尔(Edwin Hall)发现，在导体上施加电流和垂直于电流方向的磁场，会产生“霍尔电压”，这种电压被称为霍尔效应。根据霍尔效应原理，霍尔传感器已广泛应用于速度传感。
1980年初，德国物理学家K. von Klitzing在研究二维电子系统的霍尔电阻时发现，在极低温度和强磁场的极端条件下，样品的霍尔电阻出现一系列量子化平台，纵向电阻会相应地呈现零电阻状态。这种现象被称为整数量子霍尔效应。
后来，理论物理学家认识到，必须利用数学中的拓扑理论，将拓扑的概念引入物理研究，才能全面理解整数量子霍尔效应，从而开启了拓扑物理研究的时代。整数量子霍尔效应也成为人类发现的第一个物质拓扑量子态。
一般true 空中的电子总是带整数电荷，不可能带分数电荷；上海交通大学物理与天文学院副教授李廷新表示，在后来令人惊讶地发现的分数量子霍尔效应中，似乎可以将一个电子分裂成三份，每份带1/3的电荷。可以说分数量子霍尔效应是物质的强关联量子态，与整数量子霍尔效应有本质区别。它是一种奇怪的量子流体，已经成为拓扑量子计算的重要候选之一。
但是，如果有正常的效果，就可能有异常的效果。1988年，美国理论物理学家d .霍尔丹计算出零磁场下可以出现整数量子霍尔效应，后来被称为量子反常霍尔效应。这部理论著作也是他获得2016年诺贝尔物理学奖的代表作之一。
近年来，基于二维材料莫尔超晶格系统，国内外研究人员对分数量子反常霍尔效应进行了大量的理论和实验研究，并最终聚焦于角点MoTe2系统。今年4-5月，美国华盛顿大学徐晓东研究团队和美国康乃尔大学Kin Fai Mak和Jie Shan研究团队分别独立报告了corner MoTe2中分数量子反常霍尔态的迹象。但是，光学测量 *** 一般很难给出分数量子反常霍尔效应存在的直接而确凿的证据。
近日，李廷新和刘晓雪团队(实验)与美国田纳西大学张洋团队(理论)合作，在分数量子反常霍尔效应研究方面取得突破。他们设计并 *** 了新颖的corner MoTe2 Moore超晶格器件，通过进行电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，这是国际上同期两项独立实验工作之一(另一项实验工作由美国华盛顿大学徐晓东研究团队完成)。
这项工作得到了审稿人的高度评价，被认为是该领域的突破，独创的新器件制备 *** 为后续围绕分数量子反常霍尔效应的一系列研究铺平了道路。该研究打开了零磁场条件下分数电荷激发、任意子统计等新颖物理性质研究的大门，为拓扑量子计算等研究提供了新的可能性和机遇。
这项工作得到了科技部、基金委和上海市科委的资助。超低温测量是在中国科学院综合极端条件实验装置中完成的。本文的合作者包括上海交通大学物理与天文学院的贾金峰院士、姜胜伟副教授和史教授。(完)
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