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量子霍尔效应的演进与拓展

发布时间:2026-10-23

讲座论坛 萨本栋讲坛 期数 萨本栋讲坛
主题 量子霍尔效应的演进与拓展 演讲者 张立源
时间 2026年10月23日14:30 机构 南方科技大学
地点 海韵园物理大楼552报告厅

题目:【量子霍尔效应的演进与拓展】

报告摘要:【量子霍尔效应将宏观输运中的精确量子化与微观电子态的拓扑性质联系起来,是理解凝聚态中拓扑与电子关联的重要窗口。从二维电子气中的整数量子霍尔效应与分数量子霍尔效应,到三维体系中的霍尔量子化,再到零外磁场下的量子反常霍尔效应与分数量子反常霍尔效应,这一领域不断拓展适用的物理条件,揭示新的量子物态,并推动人们重新认识维度、磁场与相互作用在电子输运中的作用。

本报告将从经典霍尔效应出发,围绕“维度、磁场与电子关联”三条相互交织的主线,介绍朗道量子化、拓扑不变量、边缘态以及分数电荷与任意子激发的基本物理图像,梳理不同量子霍尔现象之间的联系与差异。结合报告人在 ABC 堆垛三层石墨烯及五碲化锆等材料中的实验研究,重点讨论特殊能带结构如何影响量子霍尔态,以及三维体系实现霍尔量子化所需的物理条件与实验判据。最后,结合薄膜体系中的栅控量子输运,展望分数量子反常霍尔态、非阿贝尔任意子及新型关联拓扑态的探索方向,讨论高质量材料、器件制备与精密测量如何共同推动量子霍尔物理的发展。】

报告人简介:【张立源,南方科技大学物理系教授、博士生导师,2020年入选教育部“长江学者奖励计划”特聘教授和“科学探索奖”获得者。2007年获美国佐治亚理工学院物理学博士学位,随后先后在美国普渡大学、布鲁克海文国家实验室和纽约州立大学石溪分校从事博士后研究。2012年入选国家级青年人才计划,并任中国人民大学物理系副教授;2014年加入南方科技大学,2020年晋升教授。

主要从事量子材料、低维电子体系的量子输运及微纳器件研究,关注拓扑与电子关联驱动的新奇量子物态及其调控。代表性工作包括 ABC 堆垛三层石墨烯中的量子霍尔效应,以及三维量子霍尔效应等研究成果。2019年,带领团队与合作者在五碲化锆块体材料中实验观测到三维量子霍尔效应,入选“2019年度中国科学十大进展”和“2019年中国十大科技进展新闻”。相关研究获广东省自然科学奖一等奖、深圳市自然科学奖一等奖,并入选国家“十三五”科技创新成就展重大物理成果】