三维量子霍尔效应被首次发现量子霍尔效应意义前景简介

复旦大学物理学系教授修发贤：就是我们可以在自旋、光电探测方面可以做一些原型器件，比如说在一些红外探测，一些遥感这样的领域里边发挥它的作用。

量子霍尔效应简介

量子霍尔效应（quantum Hall effect）是量子力学版本的霍尔效应，需要在低温强磁场的极端条件下才可以被观察到，此时霍尔电阻与磁场不再呈现线性关系，而出现量子化平台。霍尔效应在1879年被E.H.霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个横向的作用力，从而在导体的两端产生电压差。

一、量子霍尔效应的意义

整数量子霍尔效应：量子化电导被观测到，为弹道输运（ballistic transport）这一重要概念提供了实验支持。

分数量子霍尔效应：劳夫林与J·K·珍解释了它的起源。两人的工作揭示了涡旋（vortex）和准粒子（quasi-particle）在凝聚态物理学中的重要性。

二、量子霍尔效应研究前景

整数量子霍尔效应的机制已经基本清楚，而仍有一些科学家，如冯·克利青和纽约州立大学石溪分校的V·J·Goldman，还在做一些分数量子效应的研究。一些理论学家指出分数量子霍尔效应中的某些平台可以构成非阿贝尔态（Non-Abelian States），这可以成为搭建拓扑量子计算机的基础。

石墨烯中的量子霍尔效应与一般的量子霍尔行为大不相同，为量子反常霍尔效应(Quantum Anomalous Hall Effect)。