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宇称反常与半整数量子霍尔效应 -- 从一个错误的开始到新的宏观量子效应的发现--

发布时间:2026-04-29

讲座论坛 萨本栋讲坛 期数 萨本栋讲坛
主题 宇称反常与半整数量子霍尔效应 -- 从一个错误的开始到新的宏观量子效应的发现-- 演讲者 沈顺清 教授
时间 2026年5月8日(周五)14:30 机构 香港大学
地点 海韵园物理大楼552报告厅

简介:沈顺清教授是香港大学物理系凝聚态物理讲席教授,专攻凝聚态物理理论。他在拓扑绝缘体、量子输运和新量子物态研究方面做出了杰出贡献。他出版了一本名为《拓扑绝缘体》(Springer, 2012)的专著。沈教授在上海复旦大学获得了理学学士,硕士和博士学位。他曾在北京中国高等科学研究中心(CCAST)担任博士后研究员,在德国德累斯顿的马克斯·普朗克复杂系统物理研究所担任洪堡学者,并在日本东京工业大学担任JSPS研究员。他1997年加入香港大学物理系。



摘要: 半整数量子霍尔效应是发生在二维铁磁半金属中的一个新的宏观量子现象。它不同于绝缘相中整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应,由于非零电阻的出现,它的霍尔电阻并不是量子化的,而是霍尔电导是半整数量子化的和纵向电导有限·。这个效应源于上世纪80年代初量子场论中提出的的宇称反常效应认为有质量的狄拉克粒子可以产生半整数量子化的霍尔电导, 并应用于凝聚态物理中。在石墨烯和拓扑绝缘体发现后得到广泛讨论,也直接导致了量子反常霍尔效应的预言和发现。然而,2021年演讲者和他的合作者发现单个无质量的狄拉克锥,而非有质量的狄拉克粒子,才能导致半整数量子化的霍尔电导,整个理论出现反转。经过数年的研究, 他们发现,在单个无质量狄拉克锥系统中具有半整数霍尔电导,纵向电导极小值和幂指数衰减的霍尔电流。这些性质已在磁性拓扑绝缘体薄膜中得到了实验的证实,从而证明了宇称反常存在于无质量狄拉克费米子而非质量狄拉克费米子中。本次报告将系统介绍这个效应发现的历史过程和最新研究进展,以及对现在多个领域的影响,还讨论为什么在物理研究过程中错误的理论有时也能起到积极的作用。