中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（Steady High Magnetic Field Facility，简称SHMFF）是国家发改委支持的“十一五”国家重大科技基础设施。SHMFF法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院，共建单位是中国科学技术大学。各项任务以中国科学院强磁场科学中心为依托... 更多简介 +
SHMFF用户复旦大学张远波教授课题组和中国科技大学陈仙辉教授课题组合作首次观测黑磷中的量子霍尔效应，为进一步研究黑磷中的量子输运奠定了基础。相关研究成果发表在Nature Nanotechnology （advance online publication, doi:10.1038/nnano.2016.42.）上。此工作部分的数据采集在中科院强磁场科学中心稳态强磁场实验装置（SHMFF）的水冷磁体上完成。
新材料的发展极大地促进了凝聚态物理的研究进展。最近，黑磷成为了二维电子气领域的新成员。在这篇工作中，研究人员首次观测到了高质量黑磷二维电子气中的量子霍尔效应。利用聚合物转移的方法，将石墨，氮化硼和黑磷的薄层依次叠加在衬底上形成异质结结构（图1 a）。这一结构利用了石墨的导体性质，静电屏蔽了来自于衬底和界面上电荷杂质的散射作用，使得黑磷二维电子气的迁移率达到了6000 cm2 V-1 s-1。在这样的高质量样品中，首次观察到了黑磷中的量子霍尔效应（图1b）。 在此基础上，进一步研究了黑磷中电子自旋劈裂能隙随温度以及磁场的变化。课题组发现黑磷中电子自旋劈裂能量与朗道能级间隙相当。这一特点与黑磷本身的各向异性相结合，为进一步研究黑磷中的分数量子霍尔效应奠定了基础。
图1 黑磷晶体管结构图以及其在稳态强磁场中表现出的量子霍尔效应
© 1996 - 强磁场科学中心 版权所有 皖ICP备05001008号-11
地址：安徽省合肥市蜀山湖路350号 邮编：230031 电话：0551-65591149 传真：0551-65591149 邮箱：chmfl@hmfl.ac.cn
表格下载