我国诺贝尔奖级科学成绩出现了,中国科学家首次在实验中 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 10:47:43


中国新闻网今天刊登消息,中国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应引起国际物理学界巨大反响,著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁10日称赞其是诺贝尔奖级的成绩。

清华大学和中国科学院物理研究所10日在北京联合宣布:由清华大学教授、中国科学院院士薛其坤领衔,清华大学物理系和中科院物理研究所联合组成的实验团队最近取得重大科研突破,在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。这一实验发现也证实了三年前中科院物理研究所与斯坦福大学理论团队的预言。

杨振宁表示,这让他想起很多年前接到物理学家吴健雄的电话,第一次告诉他在实验室做出了宇称不守恒的实验,这个发现震惊了世界。今天薛其坤及其团队做出的实验成果,是从中国的实验室里第一次做出了诺贝尔奖级的物理学成绩,不仅是科学界的喜事,也是整个国家的喜事。

杨振宁说,获诺贝尔奖的具体条件无法定义,但他相信99%在前沿物理学做研究的人都会同意这是一个诺贝尔奖级的成果。过去人们总认为中国人不擅于做实验,仿佛只会搞理论,其实中国已经有世界一流的实验室,加上中国人的勤奋和团队合作精神,是能够做出一流的实验的。

美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年,德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应,1982年,美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应,这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。

在过去4年间,薛其坤和他的团队测试了1000多个样本,克服重重障碍,才在极其严格的实验要求下完成这一实验。这项研究成果的长远意义在于将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展,可能加速推进信息技术革命进程。

http://news.mydrivers.com/1/259/259980.htm

中国新闻网今天刊登消息,中国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应引起国际物理学界巨大反响,著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁10日称赞其是诺贝尔奖级的成绩。

清华大学和中国科学院物理研究所10日在北京联合宣布:由清华大学教授、中国科学院院士薛其坤领衔,清华大学物理系和中科院物理研究所联合组成的实验团队最近取得重大科研突破,在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。这一实验发现也证实了三年前中科院物理研究所与斯坦福大学理论团队的预言。

杨振宁表示,这让他想起很多年前接到物理学家吴健雄的电话,第一次告诉他在实验室做出了宇称不守恒的实验,这个发现震惊了世界。今天薛其坤及其团队做出的实验成果,是从中国的实验室里第一次做出了诺贝尔奖级的物理学成绩,不仅是科学界的喜事,也是整个国家的喜事。

杨振宁说,获诺贝尔奖的具体条件无法定义,但他相信99%在前沿物理学做研究的人都会同意这是一个诺贝尔奖级的成果。过去人们总认为中国人不擅于做实验,仿佛只会搞理论,其实中国已经有世界一流的实验室,加上中国人的勤奋和团队合作精神,是能够做出一流的实验的。

美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年,德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应,1982年,美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应,这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。

在过去4年间,薛其坤和他的团队测试了1000多个样本,克服重重障碍,才在极其严格的实验要求下完成这一实验。这项研究成果的长远意义在于将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展,可能加速推进信息技术革命进程。

http://news.mydrivers.com/1/259/259980.htm
发错了,早几天就看到了,新同学。
有新发现是好事,但不要扯杨振宁这货。年富力强的时候在外面卖力,老不死的就来中国泡妞,神马玩意
有新发现是好事,但不要扯杨振宁这货。年富力强的时候在外面卖力,老不死的就来中国泡妞,神马玩意
人家是搞理论物理的 回来只能吃白饭 什么都做不了 而且杨在美国很罩中国学生的
好老的新闻了。。。。。
霍尔理论讲的什么
水多湿身 发表于 2013-4-10 22:01
有新发现是好事,但不要扯杨振宁这货。年富力强的时候在外面卖力,老不死的就来中国泡妞,神马玩意
这个还是低调些好,面子上不太好看
管他啥奖,科研强国,又不是卖的。
杨振宁做出成绩来了,也回国来了,这本身就是巨大的风向标。至于泡小姑娘,又不算什么事咯人家正事在干就行了。丁肇中那么多年没有声音,不也突然冒出个成果了吗?对于这些科学界的人物,还是要耐心的看。。。科学研究不同一般的。得用不同眼光
不会获得诺贝尔的,这是国际惯例
人家回来就好,作为大师,提点两下,就可以让人茅塞顿开,华山派令狐冲不也是风清扬教几天不到就学会了独孤九剑嘛,我想任何事情到了至高境界,有人能提点倒是好的,人家泡小姑娘,又没有强抢民女,你要能泡你照样可以泡啊!
看到新闻了!公开干嘛?做出产品,领先世界个十年八年再公开呗!
有成果就好,别太把炸药奖当回事
就是一种让电子运动效率大幅度提高的方法,可以用手机cpu的功耗,实现电脑CPU的能力。。
媒体也够浮躁,好像还没听说做出哪个科学发现,第二年就能拿诺奖的
有新发现是好事,但不要扯杨振宁这货。年富力强的时候在外面卖力,老不死的就来中国泡妞,神马玩意
不提别的,九旬的老人也该尊敬下吧。
最快的好像是德布罗意,从论文发表到得奖用了5年
超大铁雪化严重,一个科学现象,不讨论意义和价值,一个劲炸药奖如何如何。。。。
十月赞歌 发表于 2013-4-11 00:01
不会获得诺贝尔的,这是国际惯例

苏联拿了将近10个科学类炸药奖,这也是国际惯例
http://www.cas.ac.cn/xw/zyxw/yw/201304/t20130411_3817810.shtml
3月中旬,凝聚态物理学界发生了一件大事。由中国科学院物理研究所和清华大学科研人员组成的团队,在国际上首次实现了“量子反常霍尔效应”。
这一成果在美国《科学》杂志上一经发表,立即引起了不小震动。从上世纪80年代开始,有关量子霍尔效应的研究已先后两次斩获诺贝尔奖,可这一家族中的“量子反常霍尔效应”却一直与全世界物理学家捉着迷藏,不肯露出庐山真面目。
但鲜为人知的是,这篇寥寥数页的论文,不仅是科研人员多年心血的结晶,更已成为中国科学家协同创新的一个典范。
令人着迷的量子世界
在肉眼看不到的微观世界,粒子有自己独特的一套“生活方式”,它们的行为难以用经典力学去解释,量子力学应运而生。
实际上,量子霍尔效应就是粒子在低温条件下所发生的一种奇特现象。“普通状态的电子是杂乱无章的,它们无序运动,不断发生碰撞。”中科院物理所研究员、北京凝聚态物理国家实验室副主任戴希说,“而处于量子霍尔态的电子则好像置身在一条‘高速公路’上,中间有隔离带,将两个方向的‘车’流隔开。”
也就是说,量子霍尔效应能解决电子碰撞发热的问题,因而在未来的量子计算、量子信息存储方面具有巨大的应用潜力,据此设计新一代大规模集成电路和元器件,将会具有极低的能耗。
尽管前景诱人,但普通的量子霍尔效应却有个麻烦的“拖油瓶”——它的实现需要一个庞大的外加磁场。1988年,美国物理学家霍尔丹提出可能存在一种不需外磁场的量子霍尔效应,也即量子反常霍尔效应。
“外磁场的问题可以用铁磁性材料来解决,但这样一来,物理性质就完全变了,我们需要新的材料体系和物理途径。”戴希说。
可要到哪里找这种特殊材料呢?近几年“火”起来的拓扑绝缘体,给戴希等人提供了新的思路。
2009年,中科院物理所方忠、戴希,美国斯坦福大学教授张首晟等在《自然物理》发表的文章成功预言了Be2Se3等一类三维拓扑绝缘体材料并很快在实验上得以实现。紧接着,2010年,他们又在《科学》上发表了一篇文章,提出在这种拓扑绝缘体膜中掺入磁性离子,将可能实现量子反常霍尔效应。
“我们就像一条串联电路”
文章出来后,戴希觉得自己可以先歇一歇了。“我们的这种方案实现起来极其困难,当时我觉得,没准我头发都白了,也等不到量子反常霍尔效应实现的那一天。”
但实验物理学家不这么想。得知戴希等的成果后,中科院物理所研究员马旭村和副研究员何珂揽下了材料设计与制备的活儿。
“我们生长出样品后,送到清华去测霍尔电阻,然后再拿回来改进,一天跑几个来回很正常。”何珂开玩笑说,幸亏两个兄弟单位离得近。
这样的“折返跑”,3年里重复了无数次。据粗略估计,仅是制备掺杂磁性的拓扑绝缘体材料,他们就做了1000次,若加上其他方面的探索,可能还要再上一个数量级。
“这项研究的参与者有三四十人,整个团队就像一条串联电路,我们这些‘电阻’,虽然个头有大有小,但每个人身上通过的电流都是一样的。拿走任何一个‘电阻’,电路都不会通。”戴希感慨,“如果没有这么好的合作模式和流程,很难想象我们会在3年不到的时间里做成这件事。”
“物理学中,很多时候都是实验观察到现象,然后得出理论。他们的研究刚好相反,是一次从理论到实验的完整过程。”中科院院士于渌评价,“从这项工作中可以看出团队合作的重要性,大家优势互补、协同创新,各路能人都凝聚在一起,才可能取得重要的创新成果。”
“歪打正着”的背后
何珂常说,材料制备与其说是科学,不如说是艺术。同样一个材料,换台机器、换个人就可能做不出来,极其考验人的技术与耐心。
这次“手艺人”何珂也遇到了让他几近绝望的事。团队学术带头人、中科院院士薛其坤要他们制备一张厚5纳米的薄膜,同时还要往里掺杂磁性材料,薄膜必须非常平整,凹一纳米或凸一纳米都不行。
“有半年时间,我们一点进展都没有,已经把能用的手段都用完了。”何珂回忆,后来一个学生偶然间把盖住薄膜的覆盖层拿了下来,竟发现数据信号大大增强了。
“这个覆盖层是将薄膜与大气隔离的,大家做实验都用这个。作科学研究,除了要持之以恒外,跳出思维惯式也至关重要。”
另外一个“歪打正着”的例子是中科院物理所研究员吕力,他和他的学生是最晚加入这项工作的一支力量。当时材料制好后,送往清华进行低温量子输运测量,研究人员虽然看到了一些量子反常霍尔效应的迹象,但总达不到理想状态。
难道实验还要降到更低的温度?他们想到了“降温高手”吕力。
中科院物理所在低温实验方面有着几十年的积累,尤其近年来,吕力所在的实验室在低温实验仪器的自主研发上取得了很大突破。2010年,华人诺贝尔奖获得者崔琦专门从美国带了一块材料,来测试物理所这台核绝热去磁系统究竟有多大本事。结果仪器将电子的温度降到了4mK,也就是比绝对零度高0.004℃的低温。
“材料降温容易,但给电子降温很难。”于渌说,“后来量子反常霍尔效应是在30mK的条件下观察到的,我们还有很大的低温空间,还能进行更精密的实验。”
与团队中其他科学家一样,在吕力看似轻松的“临门一脚”背后,是无数次的失败和十数年如一日的坚持。就像吕力自己说的那样:“我们搞科研的,不就是一天到晚跟自己较劲吗?”
 中广网北京4月11日消息(记者刘玉蕾)据中国之声《新闻纵横》报道,昨天(4月10日),清华大学召开新闻发布会宣布,由清华大学薛其坤院士领衔的中国团队首次在实验中发现量子反常霍尔效应。该成果3月15日已经在《科学》杂志在线发表,杨振宁教授称这是诺贝尔物理奖级别的论文。

  杨振宁:我认为是从中国的实验室里头第一次做出来了,发表出来了诺贝尔奖级的物理学的论文,这个不只是清华大学科学院的喜事儿,我认为也是整个国家发展的一个大喜事。

  昨天,诺贝尔物理奖得主、清华大学高等研究院名誉院长杨振宁教授高度评价了这项重大发现。什么是量子反常霍尔效应?领衔这次研究团队的薛其坤院士解释:

  薛其坤:咱们用一个形象的比喻,计算机芯片里电子的运动几乎可以看成是一个无规律的,从晶体管的电极一端到达另一端的时候,就像从农贸市场的一端到达另一端的时候,电子比喻成人的话,运动过程中老碰到很多无序的话它老是要走弯路,走弯路就会造成发热,效率就不高,这是目前晶体管发热的一个重要原因之一。量子霍尔的电子被这个效应定义了一个规则,不像农贸市场的运动非常杂乱了,就像高速公路的汽车一样,按照规则进行。

  薛其坤院士解释说,目前,普通量子霍尔效应的产生无法被广泛应用,因为它需要非常强的磁场,成本非常昂贵,比较困难。

  薛其坤:要实现这种量子霍尔效应所占的磁场,是地球地磁场的十万倍甚至上百万倍,要产生这样的磁场需要一个非常大的设备,一般来讲的话是和冰箱那么大,一个计算机的芯片很小,显然这种量子霍尔效应很难得到应用。

  但量子反常霍尔效应的好处在于不需要任何外加磁场,因此这项研究成果将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展,可能加速推进信息技术革命进程。

  连线中国科学院理论物理研究所研究员李淼:

  霍尔是一位美国物理学家的名字,霍尔效应,量子霍尔效应,量子反常霍尔效应,这三个概念之间有是什么样的关系?

  李淼:1879年美国物理学家霍尔发现一个效应,是在一个长方形的导体上发现的,当电流在长度方向流动的时候,如果在导体垂直方向发现一个磁场,就会在宽度方向产生一个新的电流和电压,这个就是霍尔效应。因为霍尔效应在运动和磁场都有感应,所以可以用来做器件,比如说可以来测量磁场,也可以测量运动事故,可以产生新的器件,比如像开关,汽车上面都有应用。

  那这个量子反常霍尔效应是什么概念呢?

  李淼:霍尔很快获得了诺贝尔物理学奖,霍尔效应在宽度方向那个电压或者导电是成整数倍的朝上翻的,像薛其坤解释的那样,这样的效应需要非常非常强的磁场。过了两年又发现了一个分数量子霍尔效应,分数量子霍尔效应不是整数的翻,而是分数倍的翻,这个霍尔效应也被诺贝尔奖授予了,崔琦教授参与了这一发现。80年代末有一个普林斯顿的物理学家说实际上不需要磁场,也没有量子霍尔效应,当然不需要磁场,叫反常霍尔效应。

  3、4年前,包括中国华人物理学家张首晟教授在内的科学家,在理论上预言了一个叫做所谓的拓扑绝缘体,但是不管拓扑绝缘体是什么,它反正是个新的材料,这个发现以后很轰动,张首晟和其他人也获得了很多大奖,这这种材料挡在一种铁磁性的材料上面,用两种材料混合起来,就会发生反常量子霍尔效应,不需要磁场也有量子霍尔了。

  霍尔事件就是建立在霍尔效应基础上的事件,它本来就可以用在汽车上面,比如感应器、传感器。反常量子霍尔效应因为它不需要磁场,所以它可以把器件做的非常小,所以这样的话它可以用到我们日常生活的手机上、电脑上。如果今后把材料温度提高到在日常温度之下,有可能还会造出一种非常高速的电网,就是所谓的量子电网。

  是不是会大大的提高电脑运行速度?

  李淼:对,确实没有办法和现在比了,就是非常非常快的这种电网,根本就我们没有办法想象的。
花落庭院1 发表于 2013-4-11 12:14
http://www.cas.ac.cn/xw/zyxw/yw/201304/t20130411_3817810.shtml
3月中旬,凝聚态物理学界发生了一件大事 ...
目前说炸药奖还略早,要看看国外实验室是如何评价的,是否重复实验验证了
Hall Sensor
某些当代东林党,实事是不干的,钻研起别人的私事倒是一头的奋劲儿,比干他本职工作还敬业。
十月赞歌 发表于 2013-4-11 00:01
不会获得诺贝尔的,这是国际惯例
结果怎样现在无法确定,但这也表明我国科学家得诺奖的希望大增,科学的进步将会推动体制的进步,以后我国的科研环境会越来越好。
ldz1990 发表于 2013-4-11 10:33
不提别的,九旬的老人也该尊敬下吧。
他没参与这事吧,都是年轻人做的。我更尊敬有能力有热情的年轻人。