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如何理解量子霍尔效应？量子霍尔效应是在极低的温度下电子在磁场方面的物理学理论，对效果的观察清楚地证实了量子力学作为一个整体。结果之精确，以至于电阻测量的标准使用了量子霍尔效应，这也支持了在超导体方面的应用。
埃德温·霍尔于1879年发现霍尔效应，当电流通过置于磁场中的导体时，霍尔效应被观察到。电荷载流子通常是电子，但也可以是质子，由于磁场的影响，会散射到导体的一侧。这种现象可以想象为一系列汽车在高速公路上行驶时，由于强风而被推到一边。当汽车试图向前行驶时，它们走了一条弯曲的道路，但被迫向侧面行驶。
导体两侧之间产生电位差。电压差非常小，是导体成分的函数。信号放大是基于霍尔效应制造有用仪器的必要条件。电势的不平衡是霍尔探针测量磁场的原理。
随着半导体的普及，物理学家开始对研究薄箔片中的霍尔效应感兴趣，电荷载流子基本上局限于二维运动。他们在强磁场和低温下给导电箔通电。电子没有看到在弯曲的连续路径中被侧向拉动，而是突然跳跃。当磁场强度改变时，特定能级的流动阻力会出现尖峰。在峰值之间，电阻下降到接近零的值，这是低温超导体的特征。
物理学家还意识到，引起电阻峰值所需的能级不是导体成分的函数。电阻峰值出现在彼此的整数倍处。这些峰值是如此的可预测和一致，以至于基于量子霍尔效应的仪器可以用来建立电阻标准。这些标准对于测试电子产品和确保可靠的性能至关重要。
什么是量子反常霍尔效应？量子霍尔效应，于1980年被德国科学家发现，是整个凝聚态物理领域中最重要、最基本的量子效应之一。它的 应用前景非常广泛。
我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则，让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进，“这就好比一辆高级跑车，常态下是在拥挤的农贸市场上前进，而在量子霍尔效应下，则可以在‘各行其道、互不干扰’的高速路上前进。”
然而，量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，“相当于外加10个计算机大的磁铁，这不但体积庞大，而且价格昂贵，不适合个人电脑和便携式计算机。”而量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场，在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。
在凝聚态物理领域，量子霍尔效应研究是一个非常重要的研究方向。量子反常霍尔效应不同于量子霍尔效应，它不依赖于强磁场而由材料本身的自发磁化产生。在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。
自1988年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何进展。
姓张科学家有哪些？张衡，东汉时期天文学家
张首晟，2007年他发现的"量子自旋霍尔效应"被《科学》杂志评为"全球十大重要科学突破"之一。基于他对拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应的开创性研究，张首晟已包揽物理界所有重量级奖项，包括欧洲物理奖、美国物理学会巴克莱奖、国际理论物理学中心狄拉克奖、尤里基础物理学奖和富兰克林奖章。
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