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发现量子反常霍尔效应背后:材料凸一纳米都不行

 老老树皮 2013-04-11

量子反常霍尔效应背后:材料凸一纳米都不行

2013年04月11日 10:02
来源:中国科学报

“歪打正着”的背后

何珂常说,材料制备与其说是科学,不如说是艺术。同样一个材料,换台机器、换个人就可能做不出来,极其考验人的技术与耐心。

这次“手艺人”何珂也遇到了让他几近绝望的事。团队学术带头人、中科院院士薛其坤要他们制备一张厚5纳米的薄膜,同时还要往里掺杂磁性材料,薄膜必须非常平整,凹一纳米或凸一纳米都不行。

“有半年时间,我们一点进展都没有,已经把能用的手段都用完了。”何珂回忆,后来一个学生偶然间把盖住薄膜的覆盖层拿了下来,竟发现数据信号大大增强了。

“这个覆盖层是将薄膜与大气隔离的,大家做实验都用这个。作科学研究,除了要持之以恒外,跳出思维惯式也至关重要。”

另外一个“歪打正着”的例子是中科院物理所研究员吕力,他和他的学生是最晚加入这项工作的一支力量。当时材料制好后,送往清华进行低温量子输运测量,研究人员虽然看到了一些量子反常霍尔效应的迹象,但总达不到理想状态。

难道实验还要降到更低的温度?他们想到了“降温高手”吕力。

中科院物理所在低温实验方面有着几十年的积累,尤其近年来,吕力所在的实验室在低温实验仪器的自主研发上取得了很大突破。2010年,华人诺贝尔奖获得者崔琦专门从美国带了一块材料,来测试物理所这台核绝热去磁系统究竟有多大本事。结果仪器将电子的温度降到了4mK,也就是比绝对零度高0.004℃的低温。

“材料降温容易,但给电子降温很难。”于渌说,“后来量子反常霍尔效应是在30mK的条件下观察到的,我们还有很大的低温空间,还能进行更精密的实验。”

与团队中其他科学家一样,在吕力看似轻松的“临门一脚”背后,是无数次的失败和十数年如一日的坚持。就像吕力自己说的那样:“我们搞科研的,不就是一天到晚跟自己较劲吗?”(记者 丁佳)

[责任编辑:胡楠] 标签:尔效应 材料 戴希
 
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