石墨烯中首次演示量子自旋霍尔效应
荷兰代尔夫特理工大学科学家首次在无需外部磁场的条件下，观测到石墨烯中的量子自旋流。这一突破性发现为自旋电子学的发展提供了关键支持，标志着向实现量子计算和先进存储设备迈出了重要一步。相关成果发表于最新一期《自然·通讯》。这是科学家在实验中首次在石墨烯中演示了“量子自旋霍尔效应”。在这种效应下，电子会沿着石墨烯的边缘无损耗地流动，所有电子的自旋方向保持一致。自旋是电子的一种内禀量子特性，类似于一个微型磁针，可以指向“上”或“下”。利用电子自旋来传输和处理信息是自旋电子学的核心原理。这类器件有望成为下一代高速、低能耗电子设备、量子计算机以及先进存储系统的关键基础。长期以来，在石墨烯中实现量子级别的自旋输运通常需要施加强外部磁场，这不仅限制了其在芯片上的集成应用，也阻碍了相关技术的实际推广。因此，此次无需外加磁场即可实现量子自旋流的研究成果，为未来自旋电子器件的实际应用扫清了一大障碍。科学家通过将石墨烯与一种磁性二维材料CrPS4堆叠在......阅读全文
石墨烯中首次演示量子自旋霍尔效应
荷兰代尔夫特理工大学科学家首次在无需外部磁场的条件下，观测到石墨烯中的量子自旋流。这一突破性发现为自旋电子学的发展提供了关键支持，标志着向实现量子计算和先进存储设备迈出了重要一步。相关成果发表于最新一期《自然·通讯》。这是科学家在实验中首次在石墨烯中演示了“量子自旋霍尔效应”。在这种效应下，电子会沿
物理所预言硅烯中的量子自旋霍尔效应
最近，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）姚裕贵研究员以及博士生刘铖铖、冯万祥采用第一性原理，系统地研究了硅烯的晶体结构、稳定性、能带拓扑和自旋轨道耦合打开的能隙，预言了在硅烯中可以实现量子自旋霍尔效应。 近几年来，拓扑绝缘体的研究在世界范围内飞速发展，并成为凝聚态物理研
石墨烯中观察到分数量子反常霍尔效应
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石墨烯与硅烯中的量子反常霍尔效应研究获理论新突破
近日，中国科学技术大学教授乔振华研究组与校内外同行合作在预言石墨烯和硅烯中的量子反常霍尔效应方面取得新突破，研究成果发表在3月14日和21日的《物理评论快报》上。 通过与校内外同行合作，乔振华提出一种新的实验方案来实现量子反常霍尔效应：将石墨烯置于反铁磁绝缘体材料铁铋酸的铁磁面上，由于石墨
天然双层石墨烯内发现新奇量子效应
由德国哥廷根大学领导的一个国际研究团队在最新一期《自然》杂志上发表论文称，他们在对天然双层石墨烯开展的高精度研究中，发现了新奇的量子效应，并从理论上对其进行了解释。这一系统制备简单，为载荷子和不同相之间的相互作用提供了新见解，有助于理解所涉及的过程，促进量子计算机的发展。 2004年，两位英国
中国科大等在二维材料拓扑态研究领域取得系列进展
中国科学技术大学教授乔振华课题组与国内外同行合作，在二维体系拓扑量子态的理论研究方面取得系列进展。相关成果发表在《自然-纳米技术》、《物理评论快报》和《物理学进展报告》上。 量子反常霍尔效应（即零磁场条件下量子霍尔效应）自石墨烯和拓扑绝缘体发现以来受到了凝聚态物理和材料科学领域的广泛关注，并且
石墨烯中观察到分数量子反常霍尔效应，奇异电子态可实现更强大量子计算
分数量子霍尔效应通常在非常高的磁场下出现，但麻省理工学院的物理学家现在在简单的石墨烯中观察到了它。在5层石墨烯/六方氮化硼 (hBN) 莫尔超晶格中，电子（蓝球）彼此强烈相互作用，并且表现得好像它们被分解成分数电荷一样。图片来源：桑普森·威尔科克斯。美国科学促进会优瑞科网站 美国麻省理工学院物理学
二维拓扑绝缘体研究获进展
理论研究表明，具有蜂窝状晶格结构的薄膜是二维拓扑绝缘体的重要平台，也是实现量子自旋霍尔效应的理想材料。该体系独特的晶格结构使其在布里渊区的K点处产生狄拉克锥型能带结构，如石墨烯。由于碳元素的自旋轨道耦合强度低，石墨烯难以在狄拉克点处打开能隙，从而实现量子自旋霍尔效应。相比之下，碲元素因强自旋轨道
中国科大在石墨烯分子条带中实现自旋量子通道转换
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室崔萍与曾长淦研究组通过理论与实验互动性合作，证明在锯齿型石墨烯分子条带间引入碳四元环，可以有效地打破边缘自旋量子通道的简并度，并以100%的可靠率翻转边缘态的自旋取向，以电荷掺杂的形式选择与控制所需要的单一自旋通道，从而多方位地展示了未来自旋电子
逆自旋霍尔效应－微波能量转化为电能？（二）
一言以蔽之，逆自旋霍尔效应是可行的(如本文相关图表和论文)；它是自旋电子学的新应用，在某些方面丰富了业已不断成长可用于收集磁自旋的自旋电子效应和装置工具箱。接下来，需要精确测量其效率并尝试进行一些适当的应用，以便检测逆自旋霍尔效应对于未来的有机半导体多么有帮助。 “我们研究的目标在于展
逆自旋霍尔效应－微波能量转化为电能？（一）
随着来自手机讯号基地台、行动装置、Wi-Fi、蓝牙与5G等产生越来越多的微波充斥全世界，很自然地，科学家开始探讨将这些微波转化成能量的方法。美国犹他大学(University of Utah)的科学家们发现了一种新方法，可在有机半导体中将微波能量转化为电能。 在实验室中，研究人员证
人类首次直接“看到”量子自旋效应
据新加坡国立大学（NUS）官网近日报道，该校科学家领导的国际科研团队，首次直接“看到”拓扑绝缘体和金属中电子的量子自旋现象，为未来研发先进的量子计算组件以及设备铺平了道路，距离实现量子计算又近了一步。 量子计算机目前仍处于研发的初期阶段，但其展现出的计算速度已经是传统技术的数百万倍，其非凡的处
物理所预言一种新类型的拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应
日前，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）孙庆丰和谢心澄研究员在铁磁石墨烯体系中预言了一种新类型的拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应【PRL，104,066805(2010)】。 近几年来，一种全新的量子物质态――拓扑绝缘体已蓬勃兴起。与传统的绝缘体比较，拓扑绝缘体有
我国学者发现陈数可调量子反常霍尔效应
记者18日从中国科学技术大学获悉，该校合肥微尺度物质科学国家研究中心乔振华教授研究组，基于单层过渡金属氧化物发现了理论上陈数可调的量子反常霍尔效应。该成果日前发表在物理类国际学术期刊《物理评论快报》上，并被选为当期封面。 量子霍尔效应是一种在外加强磁场下由于朗道能级量子化导致的无耗散的量子输运
二维锡烯拓扑材料研究取得进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授王兵和副教授赵爱迪研究团队与清华大学助理教授徐勇、教授段文晖以及美国斯坦福大学教授张首晟合作，成功制备出具有纯平蜂窝结构的单层锡烯，并结合第一性原理计算证实了其存在拓扑能带反转及拓扑边界态。相关研究成果11月5日在线发表在《自然-材料》（N
二维锡烯拓扑材料研究取得进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授王兵和副教授赵爱迪研究团队与清华大学助理教授徐勇、教授段文晖以及美国斯坦福大学教授张首晟合作，成功制备出具有纯平蜂窝结构的单层锡烯，并结合第一性原理计算证实了其存在拓扑能带反转及拓扑边界态。相关研究成果11月5日在线发表在《自然-材料》（Nat
“量子反常霍尔效应”研究取得重大突破
由中国科学院物理研究所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队，经过数年不懈探索和艰苦攻关，最近成功实现了“量子反常霍尔效应”。这是国际上该领域的一项重要科学突破，该物理效应从理论研究到实验观测的全过程，都是由我国科学家独立完成。 量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最
石墨烯在室温下实现自旋过滤
据美国《IEEE光谱》杂志12月28日报道，美国海军实验室的科学家将一层石墨烯置于镍层和铁层之间，制造出了首个能在室温下过滤自旋的薄膜结点设备，最新研究将有助于下一代磁随机存储器（MRAM）的研制。 电子具有两个重要的属性：电荷和自旋，现代微电子技术只利用了电子的电荷属性；而在新兴的自旋电子
中国科大团队在陈数可调量子反常霍尔效应研究新进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心国际量子功能材料设计中心与物理系教授乔振华研究组基于单层过渡金属氧化物发现了理论上陈数可调的量子反常霍尔效应。7月14日，相关研究成果发表在《物理评论快报》上。 量子霍尔效应是一种在外加强磁场下朗道能级量子化导致的无耗散的量子输运特性。然而，
石墨烯能有效传导电子自旋
英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆（Andre Konstantin Geim）与其同事因制成石墨烯而荣获去年诺贝尔物理学奖。日前，他和同事又在新一期美国《科学》杂志上报告说，他们发现石墨烯能有效传导电子自旋，有望成为下一代基于电子自旋的电子元件材料。 目前的电子元件基本上都是
石墨烯隧道器件实现较高温度探测电子关联研究获进展
石墨烯具有独特的线性色散关系、无质量狄拉克费米子特性和弱的自旋轨道耦合，是研究电子、自旋输运的理想二维晶体材料。低的载流子浓度和弱的电子屏蔽使得石墨烯中存在较强的电子关联，因此，二维石墨烯通过整数、分数量子霍尔效应测试可以观察到电子关联相互作用。然而，这些观察要求较苛刻的实验条件，如较
科学家发现极端情况下石墨烯可变身拓扑绝缘体
据美国麻省理工学院网站近日报道，该校科学家通过研究发现，在某些极端情况下，可将石墨烯转化为具有独特功能的拓扑绝缘体，有望为量子计算机的制造提供新思路。相关研究发表在本周出版的《自然》杂志上。 研究人员发现，将石墨烯薄片置于强度为35特斯拉磁场和比绝对零度高0.3摄氏度的低温环境中，可使石墨
英专家：量子反常霍尔效应预示新时代的来临
中国科学家从实验中首次观测到量子反常霍尔效应，英国牛津大学专家对此发现予以高度评价，并指出这一成果预示着一个令人兴奋的新时代的来临。 牛津大学物理系讲师索斯藤·赫斯耶达尔说：“这一成果预示着一个令人兴奋的新时代的来临——对于基础物理学来说，观察到量子反常霍尔效应让研究新的量子系统成为可能;
科学家发现陈数可调量子反常霍尔效应
量子霍尔效应是一种在外加强磁场下由于朗道能级量子化导致无耗散的量子输运特性。然而，外加强磁场这一需求极大限制了该效应的实际应用前景。近几十年来，探索无磁场的量子霍尔效应（即量子反常霍尔效应）吸引物理学家的关注，并在理论和实验上取得很大进展。目前，已经提出或实现的量子反常霍尔效应集中在陈数为1或者2的
南大首次在“原子乐高”中实现界面磁自旋霍尔效应
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/2/517548.shtm自旋电子学研究如何利用电子自旋进行信息存储、传输和处理，其核心研究内容之一就是探索和调控新型的电荷-自旋转换机制。对该转换机制的研究不但有助于揭示电子自旋在材料中的行为，解开自旋与电荷
我国科学家发现狄拉克半金属自旋密度波态
复旦大学物理学系修发贤课题组通过研究狄拉克半金属ZrTe5在强磁场下的输运性质，首次观测到一种新奇的磁场诱导的自旋密度波态，这一发现为狄拉克半金属的研究提供了新的角度和思路。相关研究成果发表于《自然通讯》。 狄拉克半金属具有和石墨烯相似的能带结构，它展现出高磁阻、高迁移率等优良电学性质。大量理
上海交通大学，重磅Science
【导读】 众所周知，二维层状材料的性能取决于层的堆叠排列，多层石墨烯在电荷中性点（CNP）附近表现出能带，其中低能带可以用能量-动量色散关系近似描述 ，展现出具有很强的库仑相互作用。同时，石墨烯中的低能带主要与动量空间Berry曲率相关，并表现出多种简并。因此，菱面体堆叠的多层石墨烯可以承载多
我国科学家制备出可控手性石墨烯卷
日前，我国科学家开发了一种名为“石蜡辅助浸入法”的新技术，成功让二维材料“卷起来”，制备出具有可控手性的石墨烯卷，为未来量子计算和自旋电子器件的发展奠定了坚实基础。 由天津大学教授胡文平、雷圣宾、李奇峰和副教授沈永涛带领团队取得的这一研究成果近日发表在国际权威期刊《自然·材料》上。
近场太赫兹光电流石墨烯等离子体非局域量子效应
近期，西班牙光子科学研究所(ICFO)的 Marco Polini教授和Frank H. L.Koppens教授在《Science》上发表了题为：Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics的文章。 在本篇文章中，研究者
超导魔角石墨烯中的强谷间电声子耦合效应
上海科技大学物质科学与技术学院拓扑物理实验室陈宇林、陈成团队利用纳米角分辨光电子能谱（Nano-ARPES）技术，发现了超导魔角石墨烯中显著的谷间-电声子耦合效应，并确定了相应的声子模式。这一发现对理解魔角石墨烯的超导机理具有重要意义。日前，相关成果在线发表于《自然》。超导魔角石墨烯中电声子耦合示意