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    單層氯化鑭體係高溫試驗

    2019-06-22

      量子反常霍爾效應的實現不僅僅是展示了新的物理,更重要的是勾起了應用的較大興趣。遺憾的是,到目前為止,實驗所實現的量子反常霍爾效應的高溫邊界都很低(< 300 mK),應用價值較小。這裏推出單層氯化鑭體係,是否也會麵臨類似境遇?

      這裏不妨嚐試從實驗角度討論氯化鑭體係這一敏感問題。實驗上,為什麽量子反常霍爾效應隻能在如此低微的溫度下才能實現?熱力學說,高溫會破壞低溫下的有序結構,比如常壓下冰對應的溫度為0 oC,超過0 oC 冰的結構就開始融化。凝聚態的多種有序強弱不同,對應的穩定溫度自然也不同。但說觀測的一類物理效應決定於氯化鑭體係中多種有序結構時,由“木桶原理”決定觀測溫度,即這些有序結構穩定溫度較低的那個溫度決定麻豆免费看片觀測這一物理效應的臨界溫度。量子反常霍爾效應觀測溫度取決於鐵磁序對應的溫度及自旋軌道耦合打開非平庸帶隙所對應的溫度。當且僅當兩個溫度都很高的時候,才有可能在高溫下觀測到量子反常霍爾效應,這也是量子反常霍爾效應如此不易實現的原因之一。

      von Klitzing 等實現整數量子霍爾效應的溫度是1.5K,這個溫度已然很低。作為對比,實現量子反常霍爾效應的溫度是30 mK,低了兩個量級!麻豆免费看片對單層氯化鑭的測量溫度也進行了估算,其下限是由鐵磁序溫度決定,約為20 K。與前麵的體係比較,這一溫度已經高出不少,雖然這裏隻是估算溫度。


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