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在石墨烯中实现室温量子反常霍尔效应可能吗???

已有 11138 次阅读 2013-4-16 00:28 |个人分类:科研杂记|系统分类:观点评述| 石墨烯, 量子反常霍尔效应

Room temperature quantum anomalous Hall effect in graphene without an external magnetic field???

最近量子反常霍尔效应的发现(http://www.sciencemag.org/content/340/6129/167.full)已经成了科学网最热门的话题。清华大学薛其坤院士领衔,清华大学物理系和中科院物理所联合组成的实验团队,在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中,从实验上首次观测到的量子反常霍尔效应。.


观测到的量子反常霍尔效应的严格量子化和无耗散通道的存在可能能够用于很多应用中。比如,这种边缘态可以用来作为自旋电子器件所需的的无耗散自旋过滤通道。不需要外加磁场的精准的霍尔电阻可以方便地用来做电阻标准。但是目前谈这些应用还为时过早。这是因为:现有材料体系的铁磁性居里温度还很低,加上材料在其它方面的不尽人意,量子反常霍尔效应只有在极低的温度下才能观察到。然而,通过在材料上的突破,也许在未来的某天你会发现,量子反常霍尔效应会广泛地应用在我们每天使用的移动电子器件上。(http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/4/276784.shtm

显然应用的难点在于突破极低温的限制。


让我们回到与拓扑绝缘体颇有渊源的石墨烯,早在2007年石墨烯的发现者K. S. Novoselov和A. K. Geim就观察到了室温电子霍尔效应(Room-Temperature Quantum Hall Effect in Graphene)(http://www.condmat.physics.manchester.ac.uk/pdf/mesoscopic/publications/graphene/Science_2007.pdf)。但这种效应需要很大的磁场,文中提到最小的磁场需要20T。

那么我们是否可以猜想:在磁性金属掺杂石墨烯或磁性金属/石墨烯/磁性金属/的三明治结构中观察到室温量子反常霍尔效应。(Room temperature quantum anomalous Hall effect in graphene ?)

2007年室温量子霍尔效应














2013年量子反常霍尔效应


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