量子霍尔效应的耗散

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，我们先介绍最近实验观测到量子Hall效应在Hall平台区时有热耗散。然后介绍我们最近这方面的工作进展。我们理论研究发现：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，我们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。但我们研究发现，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。

主讲人介绍：

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