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量子霍尔效应的耗散

主 讲 人 :孙庆丰     教授

活动时间:05月21日16时00分    

地      点 :理科群2-B409

讲座内容:

量子Hall态是二维电子系统在强磁场下的一种拓扑态,它的Hall电阻是量子化的和纵向电阻是零。由于量子Hall效应的发现,以及后继拓扑绝缘态的发现,兴起人们研究各种拓扑态,一个新兴物理子学科--拓扑物理,蓬勃兴起。拓扑态最大优点是:受拓扑保护、体态绝缘,边态(表面态)导电、非常鲁棒性,不受杂质、无序的影响。量子Hall效应是第一个发现的拓扑态,也是最鲁棒性的,既是体系破坏所有对称性,但量子Hall体系还是无背散射、无耗散、纵向电阻为零、量子Hall平台依然存在。

在本报告中,大家先先容最近实验观测到量子Hall效应在Hall平台区时有热耗散。然后先容大家最近这方面的工作进展。大家理论研究发现:在量子Hall平台区,在体里的确没有热耗散,但沿着Hall边态的下游方向有热耗散,这与原来直觉很不相同,但与实验很好相符。另外在Hall平台转变区域,热耗散主要发生在体里。这些结果表明只要有非平衡存在,热耗散无处不在的存在。拓扑仅仅能保护无背散射、和量子化Hall电阻平台,但拓扑不能禁止热耗散和熵增的发生。

另外,大家也研究了在量子相干体系中的量子Hall效应。在以往的实验中,Hall体系的尺度比相位相干长度大很多,载流子的相干性差。直觉是在相位相干体系中,量子Hall效应应当更完美。但大家研究发现,在相位相干体系中,量子Hall平台不出现。而随着相干性变差,量子Hall平台逐渐出现。这表明丢失相位记忆反而有利于量子Hall平台的形成。


主讲人先容:

孙庆丰,北京大学物理学院教授。分别于1995年和2000年在北京大学获得理学学士和博士学位,2000年至2003年在加拿大McGill大学作博士后,2003年至2013年在中科院物理所工作,2013年至今在北京大学物理学院工作。研究领域是凝聚态理论,主要从事低维体系量子输运理论研究,所涉及的体系有量子点、石墨烯、多体强关联体系和Kondo效应、拓扑体系、Majorana费米子、有机分子体系等。至今已发表SCI论文200多篇,其中Phys.Rev.Lett.17篇,Phys.Rev.B.130多篇,h因子是42。2002年获全国优秀博士学位论文;2005年获基金委“杰出青年基金”;在拓扑绝缘体方面参加的工作获2010年“中国科学十大进展”和2011年“中国科学院杰出科技成就奖”;2013年获教育部长江特聘教授;2015年获华人物理学会亚洲杰出成就奖;2018年国家万人计划创新领军人才;2019年获周培源物理奖。


发布时间:2021-05-19 08:56:52

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