霍尔效应实验教具

【科学背景】近年来，尽管量子霍尔效应的线性响应特性得到了广泛研究，但高阶非线性响应仍然是一个未被充分探索的领域。特别是在二维材料如石墨烯中，量子霍尔态的非线性响应尚未被深入研究。量子霍尔态不仅具有绝缘体体和导电手性边缘态的特征，而且在不同的量子霍尔态下，可能会表现出复杂的非线性行为，这些行为对于理解边缘态的电子-电子相互作用具有重要意义。为了解决这一问题，为了解决这一问题，复旦大学何攀, 沈健，日本九州大学Hiroki Isobe，新加坡国立大学Gavin Kok Wai Koon，Junxiong Hu，日本理化研究所新兴物质科学中心Naoto Nagaosa等教授合作发现，在石墨烯的显著量子霍尔态下，存在明确的第三阶霍尔平台。这一平台在广泛的温度、磁场和电流范围内保持稳定，并且在不同几何形状和堆叠配置的石墨烯中均可观察到。第三阶霍尔效应的高度对环境条件不敏感，但与器件特性相关。此外，第三阶非线性响应的极性受磁场方向和载流子类型的影响。作者的研究揭示了量子霍尔态的非线性响应是如何依赖于器件特性的，并提出了一个新的视角来理解边缘态的性质。【科学亮点】（1）实验首次观察到石墨烯中量子霍尔态的第三阶霍尔效应，获得了第三阶霍尔效应的清晰平台。该平台在显著的量子霍尔态（\( \nu = \pm 2 \)）中展现出，且在广泛的温度、磁场和电流范围内保持稳定。（2）实验通过测量不同几何形状和堆叠配置的石墨烯器件，发现第三阶霍尔效应的平坦值与环境条件无关，但与器件特性相关。具体结果包括：&bull 第三阶霍尔效应的电压平台高度与探针电流的立方成正比，而第三阶纵向电压保持为零。&bull 该效应在磁场变化（至约5T）和温度变化（至约60K）下保持稳健。&bull 第三阶非线性响应的极性依赖于磁场方向及载流子类型（电子或空穴），并且其值在反转磁场方向时会改变符号。&bull 非线性霍尔平台的稳健性提供了关于边缘态的新见解，并可能违背量子霍尔电阻的精确量化。【科学图文】图1：在经典和量子域中，线性霍尔效应和非线性霍尔效应示意图。图2：在量子霍尔态quantum Hall states，QHSs内，三阶非线性霍尔平台的观测结果。图3：在量子霍尔态QHSs内，三阶霍尔效应的立方电流依赖性。图4：磁场和温度，对量子霍尔态QHS三阶非线性响应的影。【科学启迪】本文的研究为量子霍尔效应（QHE）中的非线性响应提供了新的视角，揭示了量子霍尔态（QHSs）中第三阶霍尔效应的显著平台。这一发现不仅扩展了作者对量子霍尔现象的理解，也对探索二维材料中的非线性电输运提供了新的途径。首先，实验首次在单层石墨烯中观察到稳定的第三阶霍尔效应平台，表明在量子霍尔态下，电子之间的相互作用可能导致非线性现象的出现。这种非线性响应在不同环境条件（如磁场和温度）下保持稳定，且在多种几何形状和堆叠配置的石墨烯器件中均能观察到。这表明该效应具有较强的普适性和稳健性。其次，研究发现第三阶霍尔效应的电压平台与探针电流立方成正比，而其幅度对环境条件变化表现出较强的稳健性。这一特性挑战了量子霍尔电阻的精确量化，提示作者在量子霍尔态的研究中需要考虑更高阶的非线性效应。这种非线性响应的发现不仅提供了关于边缘态性质的新见解，还可能揭示出与传统线性量子霍尔效应不同的物理机制。此外，本文的研究结果对未来探索量子霍尔系统的高阶响应具有重要启示。其他填充因子的量子霍尔态中的非线性响应，以及在其他量子霍尔系统中的应用，仍需进一步研究。这一发现为理解电子-电子相互作用、边缘态带曲率等物理现象提供了新的方法，也可能为研究分数量子霍尔效应的非线性响应开辟新的方向。原文详情：He, P., Isobe, H., Koon, G.K.W. et al. Third-order nonlinear Hall effect in a quantum Hall system. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01730-1

图一，量子反常霍尔效应的示意图，拓扑非平庸的能带结构产生具有手征性的边缘态，从而导致量子反常霍尔效应 　　 　　图二，理论计算得到的磁性拓扑绝缘体多层膜的能带结构和相应的霍尔电导 　　 　　图三，在Cr掺杂的(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜中测量到的霍尔电阻 　　中新社北京3月15日电 (记者 马海燕)北京时间3月15日凌晨，《科学》杂志在线发文，宣布中国科学家领衔的团队首次在实验上发现量子反常霍尔效应。这一发现或将对信息技术进步产生重大影响。 　　这一发现由清华大学教授、中国科学院院士薛其坤领衔，清华大学、中国科学院物理所和斯坦福大学的研究人员联合组成的团队历时4年完成。在美国物理学家霍尔1880年发现反常霍尔效应133年后，终于实现了反常霍尔效应的量子化，这一发现是相关领域的重大突破，也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。 　　由于人们有可能利用量子霍尔效应发展新一代低能耗晶体管和电子学器件，这将克服电脑的发热和能量耗散问题，从而有可能推动信息技术的进步。然而，普通量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场，因此应用起来将非常昂贵和困难。但量子反常霍尔效应的好处在于不需要任何外加磁场，这项研究成果将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展，可能加速推进信息技术革命进程。 　　美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年，德国科学家冯克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。 　　相关链接 　　“量子反常霍尔效应”研究获突破 　　中国科学网 　　由中国科学院物理研究所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队，经过数年不懈探索和艰苦攻关，最近成功实现了“量子反常霍尔效应”。这是国际上该领域的一项重要科学突破，该物理效应从理论研究到实验观测的全过程，都是由我国科学家独立完成。 　　量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一。它是一种典型的宏观量子效应，是微观电子世界的量子行为在宏观尺度上的一个完美体现。1980年，德国科学家冯克利青(Klaus von Klitzing)发现了“整数量子霍尔效应”，于1985年获得诺贝尔物理学奖。1982年，美籍华裔物理学家崔琦(Daniel CheeTsui)、美国物理学家施特默(Horst L. Stormer)等发现“分数量子霍尔效应”，不久由美国物理学家劳弗林(Rober B. Laughlin)给出理论解释，三人共同获得1998年诺贝尔物理学奖。在量子霍尔效应家族里，至此仍未被发现的效应是“量子反常霍尔效应”——不需要外加磁场的量子霍尔效应。 　　“量子反常霍尔效应”是多年来该领域的一个非常困难的重大挑战，它与已知的量子霍尔效应具有完全不同的物理本质，是一种全新的量子效应 同时它的实现也更加困难，需要精准的材料设计、制备与调控。1988年，美国物理学家霍尔丹(F. Duncan M. Haldane)提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，但是多年来一直未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。2010年，中科院物理所方忠、戴希带领的团队与张首晟教授等合作，从理论与材料设计上取得了突破，他们提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族拓扑绝缘体中存在着特殊的V.Vleck铁磁交换机制，能形成稳定的铁磁绝缘体，是实现量子反常霍尔效应的最佳体系[Science，329, 61(2010)]。他们的计算表明，这种磁性拓扑绝缘体多层膜在一定的厚度和磁交换强度下，即处在“量子反常霍尔效应”态。该理论与材料设计的突破引起了国际上的广泛兴趣，许多世界顶级实验室都争相投入到这场竞争中来，沿着这个思路寻找量子反常霍尔效应。 　　在磁性掺杂的拓扑绝缘体材料中实现“量子反常霍尔效应”，对材料生长和输运测量都提出了极高的要求：材料必须具有铁磁长程有序 铁磁交换作用必须足够强以引起能带反转，从而导致拓扑非平庸的带结构 同时体内的载流子浓度必须尽可能地低。最近，中科院物理所何珂、吕力、马旭村、王立莉、方忠、戴希等组成的团队和清华大学物理系薛其坤、张首晟、王亚愚、陈曦、贾金锋等组成的团队合作攻关，在这场国际竞争中显示了雄厚的实力。他们克服了薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关，一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控，利用分子束外延方法生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜，并在极低温输运测量装置上成功地观测到了“量子反常霍尔效应”。该结果于2013年3月14日在Science上在线发表，清华大学和中科院物理所为共同第一作者单位。 　　该成果的获得是我国科学家长期积累、协同创新、集体攻关的一个成功典范。前期，团队成员已在拓扑绝缘体研究中取得过一系列的进展，研究成果曾入选2010年中国科学十大进展和中国高校十大科技进展，团队成员还获得了2011年“求是杰出科学家奖”、“求是杰出科技成就集体奖”和“中国科学院杰出科技成就奖”，以及2012年“全球华人物理学会亚洲成就奖”、“陈嘉庚科学奖”等荣誉。该工作得到了中国科学院、科技部、国家自然科学基金委员会和教育部等部门的资助。(中科院物理研究所 作者：薛其坤等)

【科学背景】分数量子霍尔效应是一种在强磁场下发生的量子相变，其中电子在二维材料中以特殊的方式组织，表现出量子化的电导特性。此效应下的准粒子称为任何子，它们具有分数量子电荷，并在交换位置时显示出分数统计，这为研究量子物理的基本问题提供了独特的视角。阿贝尔任何子表现出简单的分数统计，而非阿贝尔任何子则具有更复杂的交换行为，这些特性可以通过量子干涉实验进行探测。然而，尽管已有大量研究探索了量子霍尔状态下的电子干涉，实际操作中仍存在一些问题。例如，传统的GaAs/AlGaAs基干涉仪在调节干涉状态和处理库伦相互作用方面存在局限，这限制了对分数量子霍尔态的深入研究。为了解决这些问题，研究者们将目光转向了具有更高调节能力的石墨烯基干涉仪。双层石墨烯的高迁移率和电气调节特性使得其在分数量子霍尔效应研究中表现出色。近期，以色列魏茨曼研究所Yuval Ronen教授团队在双层石墨烯平台上成功构建了Fabry-Pérot干涉仪（FPI），该装置能够在单一Landau能级内通过精确的电静态调节动态地切换干涉状态，从库伦主导状态到Aharonov-Bohm干涉状态。本研究解决了在分数量子霍尔态下量子干涉的具体实现问题。通过在双层石墨烯基FPI中进行实验，作者能够在填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下观察到纯净的Aharonov-Bohm干涉模式。当电荷密度和磁场变化时，作者不仅观察到常数填充条件下的干涉现象，还在常数密度条件下发现了相位跳跃。这些跳跃表现出准粒子在干涉回路中积累的相位与回路内电子数的关系，验证了e/3准粒子的分数统计特性。【科学亮点】（1）实验首次构建并测量了基于范德华力的双层石墨烯Fabry-Pérot干涉仪（FPI），在分数量子霍尔效应（FQHE）中实现了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的动态调节。该装置利用高迁移率双层石墨烯导电层，通过精确的电静态调节，允许在单一Landau能级内实现这一调节。（2）实验通过调节磁场和电子密度，探测了填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下的AB干涉现象。在保持常数填充因子的情况下，作者观察到纯净的AB干涉模式，确认了准粒子电荷为e/3。（3）当实验从常数填充的条件转向常数密度的条件时，干涉模式中出现了相位跳跃的演变。这些相位跳跃对应于准粒子在干涉回路中添加或去除的离散事件。（4）作者还发现，干涉准粒子所积累的相位可以表示为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内的电子数。这个观察验证了准粒子遵循分数统计的预期，并为研究阿贝尔任何子提供了新的平台。【科学图文】图1： 基于双层石墨烯的法布里-珀罗干涉仪Fabry–Pérot interferometer，FPI。图2：可调谐整数量子霍尔效应 integer quantum Hall effect，IQHE干涉态，从库仑作用主导Coulomb-dominated，CD到阿哈勒诺夫-玻姆Aharonov–Bohm，AB态。图3：在1/3分数填充处的AB干涉。图4：恒定填充和恒定密度之间可调性。【科学结论】本文的研究通过在高迁移率双层石墨烯的基础上构建并测量范德华力Fabry-Pérot干涉仪（FPI），作者成功地在一个Landau能级内动态调节了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的状态。这一实验不仅验证了在填充因子ν=1/3下的Aharonov-Bohm干涉模式，还揭示了在常数填充条件下的纯净干涉图样和在常数密度条件下的相位跳跃现象。这些发现表明，干涉准粒子所积累的相位可以被理解为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内电子数，这为理解准粒子的分数统计特性提供了新的视角。通过这种精确的调节能力和测量手段，作者为研究阿贝尔任何子和探索更复杂的非阿贝尔统计奠定了坚实的基础。双层石墨烯所展示的偶数分母分数量子霍尔态的潜力，预示着未来在这一领域的广泛应用前景，为进一步的研究和技术发展提供了有力的支持。参考文献：Kim, J., Dev, H., Kumar, R. et al. Aharonov–Bohm interference and statistical phase-jump evolution in fractional quantum Hall states in bilayer graphene. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01751-w

【科学背景】分数量子霍尔效应是一种在强磁场下发生的量子相变，其中电子在二维材料中以特殊的方式组织，表现出量子化的电导特性。此效应下的准粒子称为任何子，它们具有分数量子电荷，并在交换位置时显示出分数统计，这为研究量子物理的基本问题提供了独特的视角。阿贝尔任何子表现出简单的分数统计，而非阿贝尔任何子则具有更复杂的交换行为，这些特性可以通过量子干涉实验进行探测。然而，尽管已有大量研究探索了量子霍尔状态下的电子干涉，实际操作中仍存在一些问题。例如，传统的GaAs/AlGaAs基干涉仪在调节干涉状态和处理库伦相互作用方面存在局限，这限制了对分数量子霍尔态的深入研究。为了解决这些问题，研究者们将目光转向了具有更高调节能力的石墨烯基干涉仪。双层石墨烯的高迁移率和电气调节特性使得其在分数量子霍尔效应研究中表现出色。近期，以色列魏茨曼研究所Yuval Ronen教授团队在双层石墨烯平台上成功构建了Fabry-Pérot干涉仪（FPI），该装置能够在单一Landau能级内通过精确的电静态调节动态地切换干涉状态，从库伦主导状态到Aharonov-Bohm干涉状态。本研究解决了在分数量子霍尔态下量子干涉的具体实现问题。通过在双层石墨烯基FPI中进行实验，作者能够在填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下观察到纯净的Aharonov-Bohm干涉模式。当电荷密度和磁场变化时，作者不仅观察到常数填充条件下的干涉现象，还在常数密度条件下发现了相位跳跃。这些跳跃表现出准粒子在干涉回路中积累的相位与回路内电子数的关系，验证了e/3准粒子的分数统计特性。【科学亮点】（1）实验首次构建并测量了基于范德华力的双层石墨烯Fabry-Pérot干涉仪（FPI），在分数量子霍尔效应（FQHE）中实现了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的动态调节。该装置利用高迁移率双层石墨烯导电层，通过精确的电静态调节，允许在单一Landau能级内实现这一调节。（2）实验通过调节磁场和电子密度，探测了填充因子ν=1/3的分数量子霍尔态下的AB干涉现象。在保持常数填充因子的情况下，作者观察到纯净的AB干涉模式，确认了准粒子电荷为e/3。（3）当实验从常数填充的条件转向常数密度的条件时，干涉模式中出现了相位跳跃的演变。这些相位跳跃对应于准粒子在干涉回路中添加或去除的离散事件。（4）作者还发现，干涉准粒子所积累的相位可以表示为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内的电子数。这个观察验证了准粒子遵循分数统计的预期，并为研究阿贝尔任何子提供了新的平台。【科学图文】图1： 基于双层石墨烯的法布里-珀罗干涉仪Fabry–Pérot interferometer，FPI。图2：可调谐整数量子霍尔效应 integer quantum Hall effect，IQHE干涉态，从库仑作用主导Coulomb-dominated，CD到阿哈勒诺夫-玻姆Aharonov–Bohm，AB态。图3：在1/3分数填充处的AB干涉。图4：恒定填充和恒定密度之间可调性。【科学结论】本文的研究通过在高迁移率双层石墨烯的基础上构建并测量范德华力Fabry-Pérot干涉仪（FPI），作者成功地在一个Landau能级内动态调节了从库伦主导到Aharonov-Bohm（AB）干涉的状态。这一实验不仅验证了在填充因子ν=1/3下的Aharonov-Bohm干涉模式，还揭示了在常数填充条件下的纯净干涉图样和在常数密度条件下的相位跳跃现象。这些发现表明，干涉准粒子所积累的相位可以被理解为2π〈N〉，其中〈N〉为回路内电子数，这为理解准粒子的分数统计特性提供了新的视角。通过这种精确的调节能力和测量手段，作者为研究阿贝尔任何子和探索更复杂的非阿贝尔统计奠定了坚实的基础。双层石墨烯所展示的偶数分母分数量子霍尔态的潜力，预示着未来在这一领域的广泛应用前景，为进一步的研究和技术发展提供了有力的支持。参考文献：Kim, J., Dev, H., Kumar, R. et al. Aharonov–Bohm interference and statistical phase-jump evolution in fractional quantum Hall states in bilayer graphene. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01751-w

近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮课题组利用磁输运方法，在本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4中发现体态轨道磁矩产生的四重对称性的平面霍尔效应。相关研究成果发表在Nano Letters上 。　　当前，拓扑量子材料由于其独特的性能，在未来低功耗量子自旋器件中颇具应用价值，是相关领域的研究热点。在拓扑材料中，贝里曲率和轨道磁矩是两个基本的赝矢量，对材料物性产生重要影响。轨道磁矩在谷电子学和手性磁效应中具有重要作用，而相比贝里曲率研究，关于轨道磁矩相关新奇物性的研究较少。近年来，本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4受到广泛关注。这个体系具有丰富的物性，如量子反常霍尔效应、拓扑轴子态等，并为探讨轨道磁矩和贝里曲率对量子输运现象的影响提供了良好的平台。　　科研人员利用微纳加工技术，制备出基于MnBi2Te4纳米片的Hall-bar器件，通过平面霍尔效应的测量，探究了贝里曲率和轨道磁矩对输运现象的影响。实验发现，在低温下弱磁场（B 10T），平面霍尔效应的周期从π转变成π/2，同时幅值由正变为负。为了阐明π/2周期的物理机制，研究人员进行理论计算。计算结果表明，π/2周期的平面霍尔效应来源于体态Dirac电子的拓扑轨道磁矩，且理论结果与实验结果完全吻合。进一步实验发现，随着温度升高，由于体态和表面态的竞争，平面霍尔效应发生非平庸演化。该研究揭示了轨道磁矩诱导的新颖电磁效应，也为磁性拓扑材料在低功耗自旋电子学中的应用提供了指引。　　研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、强磁场安徽省实验室等的支持。　　论文链接

近期，QD中国样机实验室全新引进Lake Shore公司推出的M91快速霍尔测试仪，该快速霍尔测量系统可以与完全无液氦综合物性测量系统-PPMS® DynaCool&trade 无缝连接。全新的M91快速霍尔测量方案采用革新的一体式设计，相比传统的霍尔效应测量解决方案，显著提高了测量的灵敏度、测量速度以及使用便利性。M91将所有必要的测量信号源和锁相等信号处理功能集于一体，在测量低载流子迁移率样品时相比其他测量手段有显著优势。左）：完全无液氦综合物性测量系统-PPMS® DynaCool&trade ，右）：M91快速霍尔测试仪QD中国样机实验室M91快速霍尔测试仪集成于完全无液氦综合物性测量系统 M91快速霍尔测试仪能够检测样品电极接触状况并确保测量始终处于最佳样品条件下进行。尤其在测量低载流子迁移率材料时，M91可以更快、更准确地完成相关测量。得益于仪器特有的FastHall技术，消除了在测量过程中翻转磁场的必要性，测量速度可达传统方法的100倍，几秒钟内即可精确测量流动性极低的材料，使得该选件在PPMS上的测量效率大幅提升, 即便是在范德堡测量法(vdP)几何接线的测量过程中，也可以更快地分析低载流子迁移率材料样品。M91快速霍尔测试仪可以直观判定样品接触电极质量FastHall可以覆盖更低的载流子迁移率测量范围 产品特点：✔ 采用FastHall技术，在测量过程中无需进行磁场翻转✔ 全自动检查样品引线接触质量，提供完整的霍尔分析✔ 计算范德堡接线样品以及Hall Bar样品相关参数✔ FastHall测量技术在采用范德堡接线时可将载流子迁移率测量极限缩小到0.001 cm2/(Vs)✔ 可在显示屏直观显示检测过程，并具有触摸操作功能实时执行相关测量指令标准电阻套件——M91可以通过DynaCool杜瓦LEMO接口连接进行测量PPMS与M91的集成示例 标准测量模式下 PPMS DynaCool 采用自带样品托进行测量PPMS样品托电极接线方案该联用方案支持范德堡vdPauw 4引线连接以及Hall Bar 6引线连接模式，样品引线通过样品托底部针脚与PPMS样品腔连接并通过杜瓦侧面Lemo接口连接到M91测量单元上。该方案可以快速适配PPMS DynaCool系统并具有标准电阻测量范围（最大10 MΩ），使用常见的PPMS电学测量样品托即可完成相关测试。左）：M91通过多功能杆顶部的接口直接连接；右）：M91高阻模式PPMS多功能样品杆左) 高精度电学输运样品杆样品台 右) 样品杆顶部接口左）：样品板；右）：样品板插座此外，针对有高阻小信号测量需求的客户，QD中国样机实验室也匹配了LakeShore提供的高阻测量方案。该方案通过专用的多功能样品杆将样品板电极引线通过同轴电缆从样品腔顶部引出，从而获得更好的信噪比和更大的电阻测量范围（最大200 GΩ）。M91组件自带的MeasureLINK软件与PPMS MultiVu深度集成，可以与MultiVu工作在同一台主机上亦或是同一局域网下的任意一台主机上对系统进行控制。2K温度下使用PPMS 0-9T扫场的砷化镓二维电子气薄膜，采用范德堡测量法横向及纵向电输运测量结果准确反应了材料的整数量子霍尔效应 传统的直流场霍尔效应测量适用于具有较高迁移率的简单材料，但伴随着载流子迁移率的降低，测量难度增加，精度降低。在光伏、热电和有机物等前景广阔的新型半导体材料中，测量难度就增加了不少。 交流锁相技术结合先进锁相放大器和更长测量窗口，可以提取更小的霍尔电压信号，目前常用于探索低迁移率材料。然而，延长测量间隔会增加热漂移效应带来的误差，并且需要更长的时间来获得结果，有时甚至需要数小时。FastHall 技术有效解决了这些问题，甚至可以在几秒钟内精确测量极低迁移率的材料，极大的拓宽了材料研究测试的范围。为了便于广大客户全面了解和亲身体验M91快速霍尔测试仪，QD中国样机实验室引进了该设备样机，现已安装于公司样机实验室并调试完毕。即日起，我们欢迎对该设备感兴趣的老师和同学来访，我们在QD中国样机实验室恭候大家的到来。相关产品1、M91快速霍尔测试仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C554347.htm2、完全无液氦综合物性测量系统-DynaCoolhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htm

霍尔德上市新品啦！2024年02月21日上市了一款双通道原子荧光光度计【双通道原子荧光光度计←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】双通道原子荧光光度计是一种高灵敏度、低检出限的痕量元素分析仪器。它利用原子荧光谱线作为检测手段，通过测量特定元素在激发光源照射下产生的荧光强度，实现对痕量元素的定量分析。双通道原子荧光光度计是新一代全自动原子荧光光度计。采用注射泵设计，具有高可靠性、高度智能化、高度自动化、免维护的人机交互设计，解决了传统原子荧光的痛点问题。本仪器用途广泛，应用领域包括：食品卫生、城市供排水、环保、农业、冶金、化妆品、医药、地质、商检等痕量及超痕量元素的检测。如：环境样品检测、化妆品中有害元素检验、食品卫生检验、地质、冶金样品检验、城市给排水检测、海洋环境及水产品检测、天然饮用矿泉水检测、教育与科研、临床医学样品检验、中成药品检验、农业环保及农产品检测等。 双通道原子荧光光度计优势特点： 1、测量方式：双通道两灯位，单元素测试、双元素同时测试可选，双元素同时测定，提高仪器分析速度。 2、检测项目：可测定样品中As、Sb、Bi、Hg、Se、Te、Sn、Ge、Pb、Zn、Cd、Au等十几种元素的痕量分析； 3、检测光源：采用集束式脉冲供电方式（方波减少干扰），特制高强度空芯阴极灯，仪器可以自动识别能量自动配比并可调； 4、光学系统：短焦距透镜聚光，无色散全密闭避光调光系统； 5、进样系统：全自动内置式双顺序注射泵进样系统，能够进行自动稀释，在线精确调节还原剂进样量； 6、原子化器：低温自动点燃氩-氢火焰，屏蔽式石英原子化器； 7、保护装置：开机自检，气路自动控制、自动保护、自动报警系统； 8、除蒸气装置：具备化学气相发生气液分离装置，自动去除水蒸气装置；9、捕集阱装置：具备氢化物发生原子荧光检测尾气中有害元素捕集阱装置，有效防止对环境造成的二次污染； 10、专用操作软件：适用于XP/win7/win8/win10的中文窗口操作软件 11、预留升级接口：与液相色谱等装置联用可做As、Se、Sb、Hg等元素形态分析及价态分析； 12、自动标准曲线：自动单点配标准曲线，曲线的线性系数0.999，在线更改进样量； 13、流量精准控制：模块化质量流量计设计，流量通过计算机控制，流量准确，气路安全； 14、采用进口核心部件：日本原装进口光电倍增管；德国费斯托进口的气路阀件系统；法国圣戈班进口的泵管；美国进口的蠕动泵。 15、可选配160位极坐标式自动进样器，实现全自动实验分析，提高检测效率。全自动原子荧光光度计技术参数： 型号 HD-AFS01 HD-AFS02 测量元素 As、Sb、Bi、Hg、Se、Te、Sn、Ge、Pb、Zn、Cd、Au等十几种 测量通道 双通道 进样系统 间歇泵 （结构简单，维护方便，成本低，准确性低于注射泵） 注射泵 （精度比间歇泵高一个数量级，测试精度更高，更稳定） 检出限 AS、Se、Pb、Bi、Sb、Te、Sn：＜0.01μg/L Hg、Cd＜0.001μg/L Ge＜0.05μg/L Zn＜1.0μg/L Au＜3.0μg/L 测量精度 ≤0.8% ≤0.2% 线性范围 大于三个数量级 自动进样器 160位极坐标式自动进样器（选配）

一款智能高效的实验室平行生物反应器霍尔斯（HOLVES）于今年9月初推出的最新系列平行生物反应器，本周正式进入定制阶段，作为一家创新的生命科学公司，研发和生产出多款实验室科研设备，霍尔斯（HOLVES）团队表示此次新品，将为您的科研工作带来跨越式的进步。用于微生物发酵的平行高通量研究HPB Mini系列产品是一款科研型实验室平行生物反应器，是实验室实现高通量筛选的一款科研利器。非常适合条件摸索和工艺优化，提高了生物培养实验的准备效率，配置更灵活、操作更容易，运行成本低。可以广泛运用于实验室细菌发酵、细胞培养和酶生化反应。产品优势：模块化BBM搭建设计：得益于新总线技术层面的应用，产品可实现积木模块化BBM搭建设计，主控制器可控制搭建的所有BBM模块，无需更换控制器和硬件。目前可以实现BBM模块：补料泵模块、自动进气模块、尾气模块等专业模块搭建，系统可根据需求定制独家方案。 自由扩充反应堆数量： 以2组为一个单位，最多可以扩充至64组，搭配霍尔斯（HOLVES）先进的平行控制软件，可多平台同时监控数据、操控设备。 智能自动化管理： 设备融合霍尔斯（HOLVES）多项独家专利技术，实际应用在功能管理系统中，包括H-Mix®搅拌系统、Feed-Sup®补料系统、Smart-SC®智能顺控、Meta-Tri®审计追踪等在内，让设备真正实现智能自动化管理。 值得信赖的品质： 秉承霍尔斯（HOLVES）一贯的验收把关，精选国内外知名品牌部件，只为用户打造合适的系列方案。如果您对HPB Mini平行生物反应器感兴趣，可以点击此处查看咨询，也可直接联系我们！

霍尔德上市新品啦！2023年12月28日上市了一款密封性测试仪【真空密封性测试仪←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】密封试验是检测产品泄漏状况的有效检测。在产品包装过程中，由于各种难以预测的因素，封合环节可能会出现疏漏，如漏封、压穿，甚至因材料本身存在的微小瑕疵，如裂缝、微孔，这些都可能形成内外互通的小孔。这样的情况，无疑会对包装内的产品造成潜在威胁，特别是对于食品、医药、日化等对密封性要求极高的产品，其质量的保障更依赖于密封性的完好。真空密封性测试仪专业适用于产品的密封试验，通过试验可以有效地比较和评价软包装件的密封工艺及密封性能，是食品、塑料软包装、湿巾、制药、日化等行业理想的检测仪器。 产品特征 1.具备保压试验模式与梯度试验模式，满足不同材料测试需求； 2.系统采用微电脑控制，抽压、保压、补压、计时、反吹、打印全自动化操作； 3.设备搭配7寸彩色触摸屏，实时显示压力波动曲线，自带微型打印机，支持数据预置、断电记忆，确保测试数据的准确性； 4.试验结果自动统计打印及存储； 5.具备三级权限管理功能，支持历史数据快速查看； 6.采用优质气动元件，性能经久耐用、稳定可靠技术参数 真 空 度 0～-90kPa 分辨率0.01KPA 保压时间0-999999S 精度 0.5级打印机热敏打印机（标配） 针式打印机（选配）真空室尺寸 Φ270mm×210 mm (H) （标配） Φ360mm×585 mm (H) （另购） Φ460mm×330 mm (H) （另购） 气源压力 0.7MPa （气源用户自备）或厂家配备空气压缩机（选配）气源接口 Φ6mm 聚氨酯管 电源 220 V/50Hz 外型尺寸 290mm(L)×380mm(B)×195mm(H) 主机净重 15kg

10月28日，2005年诺贝尔物理学奖获得者约翰霍尔教授从华东师范大学校长俞立中手中接过了名誉教授的证书。 　　当天，约翰霍尔以“光学频率梳”为题，与华东师大师生分享了他有关科学需求、理念重塑、创新和机缘的故事，以及诸多富有价值、出人意料的实际应用。 　　“霍尔教授的名字如雷贯耳，今天能够亲眼目睹这位诺贝尔得主和专业大师的风采，我觉得非常幸运。”物理系2008级博士方易说，“而且更幸运的是，我们还近距离地与他进行了交流，例如我们在实验中遇到的瓶颈等，这种经历实在太让人难忘了。” 　　武愕副教授是华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室的一名青年教师，她去年在德国进行学术交流时，曾与霍尔教授有过近距离的接触。“他是我们这一领域领头羊式的人物。”武愕说，“这次他能够来到学校并受聘为名誉教授，无论对学校还是对我们实验室所有成员来说，都是一次学习交流的宝贵机会。我们与他交流实验室目前在做的项目，他还给我们提出了许多好的建议和想法，受益匪浅。” 　　讲座结束后，霍尔教授被同学们团团围住。同学们就如何开展交叉学科研究、如何有效进行学术研究、如何将个人兴趣与研究相结合以及霍尔教授获诺贝尔奖经过等问题，与霍尔教授进行了深入的交流。 　　约翰霍尔教授在精密光谱、光速测量方面的开创性研究成果以及“光学频率梳”的技术发明实现了简单直接的光学频率测量，并已在科学、气象学和诊断性药物领域得到了广泛应用，获得了2005年诺贝尔物理学奖。

扫描霍尔探针显微镜项目(项目编号：JDCG2016-212) 组织评标工作已经结束，现将评标结果公示如下：　　一、项目信息　　项目编号：JDCG2016-212　　项目名称：扫描霍尔探针显微镜　　项目联系人：王晓平　　联系方式：0431-85095975　　二、采购人信息　　采购人名称：吉林大学　　采购人地址：吉林省长春市人民大街5988号即吉林大学东区继续教育学院楼517室　　采购人联系方式：王晓平 0431-85095975　　三、项目用途、简要技术要求及合同履行日期：　　见招标文件　　四、中标信息　　招标公告日期：2016年06月08日　　中标日期：2016年06月30日　　总中标金额：159.401 万元(人民币)　　中标供应商名称、联系地址及中标金额：　　QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司　　159.401万元　　评标委员会成员名单：　　王玲、王智宏、李敏、马鸿佳、徐娓　　中标标的名称、规格型号、数量、单价、服务要求：　　扫描霍尔探针显微镜　　五、其它补充事宜　　无

p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 就其在最独特或最具创新性的领导力培养计划领域达到的卓越成就而获奖 /span /p p 　　2018 年2月6日，北京——安捷伦科技公司(纽约证交所： A)与模拟式领导力培养计划的领先供应商 Insight Experience 在今日共同宣布，他们获得了备受瞩目的布兰登· 霍尔集团最独特或最具创新性领导力发展计划类的卓越奖铜奖。 /p p 　　安捷伦与 Insight Experience 联合开发了新兴领导者计划 (ELP)，旨在加快获选的安捷伦员工就任安捷伦高级领导职位的准备工作。 Insight Experience 采用独特的业务模拟工具快速启动了这项为期 8 个月的计划，计划中着重培养战略思维与团队建设技能。 在整个计划中，参与者们要参与一些战略业务项目，并将学到的技能在项目中付诸实践。 计划中包括评估、培训、社区活动，需要参与者的协作技能和主管部门的积极参与，可以使参与者和管理者拥有一段意义非凡的计划经历。 /p p 　　安捷伦全球人力资源副总裁 Erica Wright 谈道：“安捷伦一直以来都很注重员工的发展， 我们为新兴领导者计划的实行感到自豪，也很荣幸这项计划能得到布兰登· 霍尔集团的青睐。 ELP 是一项真正独特的计划，能够为公司的新一代领导者提供前所未有的培训机会。” /p p 　　布兰登· 霍尔集团首席运营官兼奖项负责人 Rachel Cooke 表示：“卓越奖的获得象征着人力资源管理实践对业务或组织机构具有积极的影响力， 许多组织机构都拥有周密的人力资源管理 (HCM) 方案，但只有 HCM 实践真正使业务受益的组织机构才满足卓越奖的标准。 这就是卓越奖计划代表的意义所在，也是布兰登霍尔集团传播的理念所在。” /p p 　　布兰登?霍尔集团是一家人力资源管理 (HCM) 研究与咨询服务公司，专门提供学习与发展、人才管理、领导力培养、人才招聘和员工管理等关键绩效领域的见解。 /p p 　　集团设立的奖项由独立的资深高级业内专家、布兰登· 霍尔集团分析师和执行主管构成的评审小组进行评选，依据的标准包括需求切合度、方案设计、功能性、创新性和可测总收益。 布兰登?霍尔集团将于 2018 年 1 月 31 日至 2 月 2 日在美国佛罗里达州棕榈滩花园的 PGA 国家度假村举办 HCM 卓越奖颁奖会，会上将为获奖者颁发奖项。 /p p 　　关于安捷伦科技公司 /p p 　　安捷伦科技公司(纽约证交所： A)是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，拥有 50多年的敏锐洞察与创新，我们的仪器、软件、服务、解决方案和专家能够为客户最具挑战性的难题提供更可靠的答案。在2017财年，安捷伦的营业收入为44.7亿美元，全球员工数为13500人。 /p p 　　关于 Insight Experience /p p 　　Insight Experience 成立于 2001 年，旨在打造最前沿的领导力培训与模拟式学习体验模式。 公司的专家团队与其他公司开展密切合作，共同制定涵盖了商业洞察力、战略执行力、均衡领导力和新领导者培养等领域最新商业趋势的一体化方案。 Insight Experience 位于美国马萨诸塞州康科德市。 /p

霍尔德上市新品啦！2024年01月04日上市了一款便携式油液颗粒计数器【便携式油液颗粒计数器←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】对润滑油颗粒度的评估，我们通常从两个方面展开：颗粒尺寸分布以及颗粒浓度。通过细致地检测和分析，我们可以深入了解润滑油的清洁度、颗粒污染程度，以及颗粒的细致尺寸和分布情况。通过这样的评估，我们可以精确判断润滑油的有效寿命，洞察设备的健康状况，从而制定出更合适的维护计划。这就好比为设备进行定期体检，提前预警可能存在的问题，预防潜在的故障。而定期监测和控制润滑油颗粒度，无疑是维护设备性能、延长设备寿命的重要手段。这就像是为设备提供了一份全面的保健方案，确保其始终处于最佳状态。便携式油液颗粒计数器是采用国际液压标准委员会指定的光阻（遮光）法计数原理，专门用于现场油液污染度等级快速检测装置。具有体积小、质量轻、检测速度快、精度高、重复性好等优点，可在高温高压等及其恶劣的条件下工作。内置微水传感器和温度传感器，在进行污染度检测的同时，可对水含量和油液温度一并检测。适用于发动机油、齿轮油、变压器油（即绝缘油）、液压油、润滑油、合成油等油液，可广泛应用于电力电厂、航空航天、石油化工、交通港口、钢铁冶金、汽车制造等领域。自动颗粒计数器主要特点：1．采用光阻（遮光）法原理，使用高精度激光传感器，体积小、精度高、性能稳定；2．适用于实验室或现场检测，也可选配减压装置用于在线高压测量，实时监测用油系统中的颗粒污染度；3．可外接压力舱形成正/负压，实现高粘度样品的检测和样品脱气；4．内置数据分析系统，能显示各通道粒径的真实数据并自动判定样品等级；5．管路采用316L及PTFE材料，满足各类有机溶剂及油品的检测；6．具有体积冲洗和时长冲洗模式，方便用户对设备的使用和维护；7．内置ISO4406、NAS1638、SAE4059、GJB420A、GJB420B、ГOCT17216、GB/T14039等颗粒污染度等级标准；8．内置校准功能，可按GB/T21540、ISO4402、GB/T18854等标准进行校准；9．内置数据分析系统，可根据标准自动判定样品等级，具有数据自动处理、打印功能；10．可设定任意报警级别，实现污染度或洁净度检测；11．内置微水传感器和温度传感器；12．中英文输入，一键切换，具有预设、输入、修改、存储功能，操作方便快捷；13．超大存储，可选择存储在仪器内部或外部存储设备中；14．嵌入式设计，高强度外壳，便于携带，适合各类工程机械技术指标：光 源：半导体激光器；检测速度：20-60mL/min；离线检测样品粘度：≤100cSt，粘度高时可选配压力舱；在线检测压力：0.1~0.6Mpa（选配减压装置最高压力可达42Mpa）；粒径范围：1~500μm；接口：USB接口、电源接口；数据存储：提供1000组数据存储空间，并支持优盘存储；灵 敏 度：0.8μm或4μm（c）；极限重合误差：40000粒/ml；计数体积：1~999ml；计数准确性：误差＜±10%；防护等级：IP67；测试时间间隔：1秒~24小时；检测样品温度：0~80℃；水活性参考值：0~1aw（±0.05aw）；水含量：0~360ppm（±10%）；工作温度：-20~60℃；供 电： AC 220V±10%、50/60Hz；重量：2.5kg； 体积：275×220×107mm

霍尔德上市新品啦！2024年01月19日上市了一款荧光光谱测金仪【荧光光谱测金仪←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】黄金质量的鉴别主要分为定性检验和定量检验。定性检验，是透过黄金的质地、硬度与质量的细微差异，用我们的肉眼去判断纯度。而定量检验，则通过精确测量黄金的物理特性，将纯度转化为数字，使我们对黄金纯度的理解更加深入、更加明确。光谱测金仪配备“一键测试”智能软件，能一键智能检测20种金属：金，银，铂，钯，铼，铱，钨，镉，铜，镍，锌，铑，钌，铁，钴，锇，铅，锡，铟，锰，是目前市场上最便宜的能检测“铼”元素的光谱仪，能同时显示贵金属百分比纯度、黄金K值。除了检测常见金银铂钯等贵金属外，还能识别“黄金掺铼”；仪器稳定性好、精度高，能区分99.99金和99.90金，适用于黄金回购、珠宝零售、典当质检、大专院校珠宝专业、珠宝教育培训等行业。技术参数分析范围：0.01%~99.99%； 测量精度：0.05%； 高压电源：0~50KV； 光管管流：0uA~1000uA； 摄像头：高清摄像头； 探测器：增强型正比计数管探测器； 多道分析器：多通道模拟； 样品腔尺寸：310*270*90(mm)； 测试时间：5~60秒； 测量元素：可检测20种金属：金，银，铂，钯，铼，铱，钨，镉，铜，镍，锌，铑，钌，铁，钴，锇，铅，锡，铟，锰； 分析软件：定性定量分析软件； 环境温度：5℃~30℃； 相对湿度：15%~85%； 电源要求：AC220V士5V,附近无大功率电磁和振动干扰源； 外部尺寸：450*400*390（mm）； 额定功率：120W； 重量：36Kg。

为切实加强水质监测能力，提升公司职工的专业素质，进一步做好水质监测及预警工作，江西铜业技术研究院有限公司购置了霍尔德电子生产的台式水质检测仪器和智能消解仪，并邀请霍尔德电子技术人员为化验员开展了为期三天的水质检测业务培训，为进一步提高水质检测工作质量，增强水质监测中心化验员水质检测业务能力打下了基础。培训仪器培训内容1.仪器设备管理仪器的分析原理和工作原理、仪器组成部分和主要功能、仪器操作规程&校准规程、常见故障排查、仪器维护保养、常用备品备件&耗材清单等。2.仪器设备期间核查 仪器设备的期间核查、期间核查的实施步骤、期间核查的常用方法、期间核查的常用方法、期间核查的结果处理、实施期间核查注意要点等。培训会上，霍尔德电子技术人员先对设备的调试、使用、保养等方面进行了讲解教学，然后一对一指导参会人员操作使用水质检测设备，确保参训人员能够正确、熟练地操作仪器，保证检测结果的有效性和准确性。通过本次培训，使培训人员基本掌握了水质检测设备的操作使用、水质检测流程和有关水质检测工作要求，达到预期效果，取得积极成效。

磁性材料是构成现代工业的重要基础性材料，在永磁电机、磁制冷、磁传感、信息存储、热电器件等领域扮演着重要角色。在自旋电子学前沿领域，利用磁性材料中的磁矩引入额外对称性破缺效应是一个研究热点。最近，中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室的朱礼军团队在单晶CoFe (001)薄膜器件中观测到各向异性的平面能斯特效应（Planar Nernst Effect），其强度随 (001) 晶面的晶格方向强烈变化并呈现面内双轴各向异性（见图1）。当磁矩在外磁场驱动下在薄膜材料平面内旋转时，电流产生的温度梯度导致的平面能斯特电压表现为一个sin2φ依赖的二次谐波横向电压信号（φ为磁矩相对电流的夹角）。这种有趣的各向异性平面能斯特效应被认为主要起源于内禀的能带交叠效应，可能对谐波霍尔电压、自旋扭矩铁磁共振、自旋塞贝克等自旋电子学实验的分析产生重要影响（见图2），有望应用于能量收集电池和温度传感器等。然而，这种平面能斯特效应的各项异性并没有导致任何极化方向的非平衡自旋流（Spin Current）或自旋轨道矩（Spin-Orbit Torque）的产生。该工作以“Absence of Spin-Orbit Torque and Discovery of Anisotropic Planar Nernst Effect in CoFe Single Crystal”为题发表在期刊Advanced Science上 [链接:https://doi.org/10.1002/advs.202301409]。朱礼军研究员为通讯作者，博士后刘前标为第一作者，博士生林鑫作为合作者完成了有限元分析并参与了器件的加工测量。该工作的完成离不开中国科学院半导体研究所赵建华研究员（单晶CoFe样品生长）、周旭亮副研究员（光刻工艺）、北京师范大学熊昌民副教授（PPMS测试）、袁喆教授（能带理论讨论）的支持和帮助。相关工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委面上项目和中国科学院战略先导专项的资助。图1. （a）双十字霍尔器件中的平面能斯特效应；（b）CoFe (001)平面能斯特电压的各向异性。图2. 各向异性平面能斯特效应对（a）谐波霍尔电压、（b）自旋塞贝克、（c）自旋扭矩-铁磁共振等自旋电子实验的广泛影响及其在（d）热电器件方面的应用案例。

HOLVES一直致力于研发高精度的补料系统，提供多样化的补料方式。目前，全新的Feed-Sup® 已正式上线，相较于前两代系统，Feed-Sup® 在控制方式和补料功能上做出了重大改进和优化，更能有效和精准的实现生物发酵过程中的补料控制，成功做到产品的迭代发展，进一步满足了不同客户的补料要求。Feed-Sup® 补料控制方式的升级Feed 1th采用的是模拟量控制方式，Feed 2th采用的是脉冲控制方式，而Feed-Sup® 在前两者的基础上再次做出改进，采用了RS-485通讯方式，关于三种控制方式的对比，参见往期文章《步进电机驱动方式对蠕动泵精度的影响》。新入控制方式的引入更能有效的实现发酵过程中培养液或发酵基质的补充精度，确保发酵罐中营养物质的浓度、温度或氧气含量，以理想状态支持发酵。Feed-Sup® 补料功能的升级Feed 1th和Feed 2th补料功能基于传统补料过程中手动和按时补料模块的显示和运用，确保补料过程中pH和DO的关联控制，具体的补料功能如下图。（Feed 1th / 2th补料控制主界面）● 常规功能1）补料泵转速和流速的显示系统的主控画面图标和补料控制的主界面均可以实时显示补料泵的转速和泵出液的流速，通过观察即可了解补料泵的运行状态。2）补料的校准和补料管的切换输入设定量，并通过手动补料功能泵出设定量的液体，再将实际泵出的液体体积输入至实际量中，最后点击校准按钮即可实现补料泵的校准。选择补料泵上安装的硅胶管管号，再点击复位按钮切换至目标硅胶管的蠕动泵系数后即可实现16#、19#、25#三种管径的硅胶管切换，以满足不同的补料需求。 3）累计补料量的计算与清除功能系统的主控画面图标可以实时显示发酵过程中的累计补料量，而通过清除按钮还可实现累计补料量的清除，从而自定义累计补料量的记录起始点。● 手动补料设置手动补料时补料泵的转速，加入的料液体积，启动后系统可计算出定速定量后补料泵所需工作的时间，以及显示补料泵剩余的工作时间。● 按时补料输入所需的单位时间补料量、补料泵转速和补料泵工作时间，可得到补料泵的控制周期，进行按时定量补料。● 补料关联pH培养基的碳氮比、营养物质的种类、不同料液中微生物的代谢产物等都会对发酵液的pH造成影响，所以有些时候需要采用补料方式调节pH。在发酵过程中，输入所需的关联转速，以及补料正向关联pH或补料反向关联pH的条件，如下图所示系统即可进行补料单向关联pH。● 补料关联DO同理，补料也会对发酵液的DO造成影响，影响程度的大小随补料情况、菌种状态等因素而定。在发酵过程中，输入所需的关联转速，以及补料正向关联DO或补料反向关联DO的条件，系统即可进行补料关联DO，进行多重调节DO，满足客户多样需求。（Feed 1th / 2th补料关联控制界面）以上为前期产品补料系统，Feed-Sup® 在保留1th和2th的基础上，还更新了方程补料和指数补料功能，一般情况下，高密度发酵是在营养物质限制的条件下进行的，通常是以碳源物质作为限制性营养物质，通过恒速补料、指数补料等补料方式，补加营养物质以实现高密度发酵培养。就大肠杆菌而言，指数补料策略不仅能够让细胞保持恒定的比生长速率生长，而且通过将比生长速率控制在乙酸积累的临界比生长速率下，还能抑制代谢副产物乙酸的积累，从而减小乙酸对发酵培养的副作用。基于以上需求，Feed-Sup® 补料功能设置如下图：（Feed-Sup® 给料控制界面）● 方程补料输入方程补料中的关键参数a和b的数值，以及方程补料所需运行的时间t，即可进行方程补料。● 指数补料输入指数补料中的关键参数F1(0)和μ的数值，以及指数补料所需运行的时间t，启动关联，即可进行指数补料。方程补料和指数补料主要参数的说明如下图：‍（Feed-Sup® 方程补料、指数补料说明）方程补料和指数补料系统的开发和投入使用使得HOLVES在现有产品的补料功能上得到更大升级，满足了客户在实际发酵使用过程中的精准控制及操作便利性，保持科研成果的科学严谨性，也是HOLVES一直致力于生物发酵领域精益求精的发展追求。HOLVES产品在持续更新迭代，以满足不同种类的客户需求，提供更好的产品体验和用户服务，新品持续研发中，敬请关注注：本篇文章内容为霍尔斯HOLVES版权所有，未经授权禁止转载及使用。

薛其坤在新闻发布会上 　　尽管“贵”为清华大学物理系主任，在上周之前的清华校园，薛其坤还不是一个多么引人注意的角色。不止一个见过他的人表示，几乎听不懂这位中科院院士与别人随口说起的科研内容。 　　事实上，他即将开启一个全新的时代。4月9日，由这位教授领导，来自清华大学、中国科学院物理所与斯坦福大学的科学家们组成的团队宣布，他们从实验中观测到了量子反常霍尔效应。他们的论文，3月15日发表在国际权威学术杂志《科学》上。 　　对普通人而言，“量子反常霍尔效应”并不仅是一个让人云里雾里的科学名词，它还意味着某种科幻小说般的未来生活：若这项发现能投入应用，超级计算机将有可能成为iPad大小的掌上笔记本，智能手机内存也许会超过目前最先进产品的上千倍，除了超长待机时间，还将拥有当代人无法想象的快速。 　　这一发现甚至令年过九旬的诺贝尔奖获得者杨振宁都激动了：“这是从中国的实验室里头，第一次做出并发表诺贝尔奖级的物理学论文。” 　　“那一时刻，我们看到我们深刻的信念，在大自然里果然是被实现了” 　　普通人几乎没人知道什么叫“量子反常霍尔效应”，但1879年美国物理学家霍尔发现的“霍尔效应”，实际上已经被应用在普通人生活的方方面面：测量磁场，测量运动事故，也可以生产新的器件，比如汽车的里程表、速度表，以及点火系统。 　　这一次，薛其坤团队的最新发现，在科学家眼中，更是一个极为美妙的现象。 　　在摆满仪器设备的实验室，清华大学物理系教授王亚愚试图通过一种通俗易懂的方式向外界解释他们的研究。他手持的笔记本电脑屏幕上播放着动画：一个透明的长方体物件内，许多玫红色小颗粒正在横冲直撞。 　　“如果这是一个一般的金属材料或者半导体材料，那里面的电子运动是非常无序的。它们杂乱无章，互相碰撞。这就引起电子器件的速度降低，而且会使能耗增大。” 　　虽然肉眼看不到这些到处乱跑的电子，但谁都会在生活中感受到它们的存在，譬如，尽管有风扇“呼啦呼啦”地吹，工作多时的笔记本电脑却还是热得烫手，反应缓慢得像老牛爬坡。 　　但这些粒子却是可以被科学家们“管”起来，顺着一定规律在材料内老老实实排着队跑步的。 　　“如果我们在材料上加一个强磁场，非常强的磁场，电子运动就变得有规律了——它们在材料的两端，像高速公路上的汽车一样，这么反向运动，这时候，电子运动速度就变快了。”王亚愚教授解释说。 　　动画中，玫红色小颗粒乖乖地排在材料两边，一边的队伍向前跑，对面的队伍则向后跑，就像公路上遵守交通规则的往来车辆，在不同的车道里畅通无阻。 　　在上世纪80年代，这种量子霍尔效应被德国物理学家冯克利青在研究极低温度和强磁场中的半导体时偶然发现。这一成果让他获得了1985年的诺贝尔物理学奖。 　　只是，要让肉眼都看不到的电子像动画中那样规律地运动，需要极强的磁场：至少得是一个一人高，冰箱一般大小的设备。运作起来非常麻烦，而且极其昂贵。 　　显然，这不是一件能走出实验室的“降温提速设备”。 　　这也就是为什么薛其坤的团队在实验中观测到的量子反常霍尔效应是这么重要、又是这么优美了：在零磁场中，材料的反常霍尔电阻达到量子电阻的数值，并形成一个平台，也就是说，在微观世界中，那些原本乱冲乱撞的电子们正循着“高速公路”畅通有序地运动着。这一次，没有强大的磁场。 　　这一场面证实了科学界等待多年的预言。 　　“这是量子霍尔家族的最后一位成员，”一位美国科学家在《科学》杂志上撰文称，“不需要外磁场的量子霍尔态的实验观测，使人们终于能够完整地研究量子霍尔效应的三重奏了”。 　　在得知这一结果的时刻，薛其坤的合作者，曾经预言过自旋量子霍尔效应的斯坦福大学教授张首晟想起了老师杨振宁曾对他们说过的话：任何科学发现，都早已存在于自然界中。 　　“在发现的那一时刻，我们看到我们深刻的信念，在大自然里果然是被实现了，这种感受是科学家最最大的一种回报。” 　　那是2012年的10月12日，距离霍尔最初发现这种电磁效应已130年有余，距离薛其坤的团队开始实验，也已整整4年。 　　“吃饭，睡觉，做研究” 　　在同行中，已经有300多篇SCI论文发表的材料物理学家薛其坤以勤奋刻苦著称。他有一个“比‘院士’更响亮的名号”，叫“7-11”：早上7点进实验室工作，一直干到晚上11点。在进行实验的4年中，他的团队先后尝试了1000多个拓扑绝缘体样品。 　　磁性拓扑绝缘体，是实现量子反常霍尔效应的理想系统。要实现量子反常效应，对材料的要求非常高：这种材料必须具有拓扑特性，具有长程铁磁序，体内则必须是绝缘态。按科学家的解释，就好比要求一个人具有刘翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的灵巧。 　　在薛其坤的指导下，研究者们用于实验的拓扑绝缘体样品是以“原子”为单位的：在100万个原子中，只能有一个杂质原子。这1000多个不到小拇指指甲盖大小的特殊实验材料，都需要在超真空环境中慢慢长出来。它们的厚度得是5纳米，高1纳米或是低1纳米都不行。 　　分散在世界各地的实验团队成员，每天都通过电话和邮件交流实验结果，隔两三周就充分讨论实验的所有细节。不过，在很长一段时间里，它们得不到任何有意义的结果。负责测量反常霍尔效应的王亚愚教授形容，那时他们都“不大好意思见薛老师”。 　　但团队领导者薛其坤耐得住性子。他是过过苦日子的人。小时候，母亲得到了一条珍贵的牛肉，舍不得吃，一定要等着出外上学的孩子回家，才把已经风干的牛肉慢慢在水里浸开，包了饺子吃。 　　很多年以后，这个从沂蒙山区走出来的农村孩子还记得，年少时第一次进县城，如何被那里的繁华震惊。他对家乡记者描述说，那心情就像临沂人的一句笑谈，“蒙阴就像是北京一样，是个大地方”。 　　当时这少年心中的“最高理想”，就是在那个蒙阴县城中“找个工作，娶个媳妇”。这理想人生至少实现了一半，薛其坤后来确实娶到了一个蒙阴媳妇。 　　另一半人生也许有些超出他最初预想的轨道：在日本和美国留学，35岁晋级教授，41岁成为中科院最年轻的院士之一。“我根本没想到自己会是个科学家……只想有事干，踏踏实实做点事。” 　　在证实“量子反常霍尔效应”的成果发布后，有网友在微博上对着“薛其坤”这名字大发感慨：当年这个人去他们学校讲座，没人听，他还被拉去充数——近几年，薛其坤曾在复旦大学、山东大学、湖南大学等多所高校，作过以“个人成长的体会”为内容的报告。 　　他人看来几乎是一帆风顺的履历，在当事人心中则另有滋味：大学毕业后一次次想考研，第一次考哈尔滨工业大学，高等数学只考了39分，落榜 两年后报中科院物理所，物理考了39分，又落榜。 　　第三年，他终于考上了中科院的物理所。但之后的几年里，这个大龄研究生“整天处在维修仪器的苦恼状态中”。当年，物理所的设备不灵光，常常做不了实验。就算一次次做实验，但得到的数据也总是对不上号。 　　直到全无日语基础的他被送往日本东北大学联合培养，生活才逐渐顺利了起来。正是在日本导师樱井利夫的要求下，他养成了“7-11”的工作习惯。随后他被樱井先生推荐至美国北卡罗来那州立大学D.E.Aspnes门下做博士后，这位老先生也极有个性，每次实验室外出聚餐，年过六旬的他总会骑着摩托车，带上一个学生，顺着高速公路一路风驰电掣而去。 　　如今，当薛其坤成为整个研究团队的中心人物后，他也极其擅长发现每一个人的优点，为整个团队鼓劲儿。 　　留学经历还磨砺了薛其坤“流利的山东口音英语”：“俺没啥子能耐，别人上台不敢讲，俺胆子大，敢讲!” 　　与薛其坤有接触的人众口一词地描述说，这位科学家风趣幽默，精力充沛。他喜欢踢足球，爱看武侠小说，早年生活中令人愉快的消遣是在楼道里打麻将。而他的研究生们则提到，这位导师每次出差后回北京的第一件事，就是去实验室看看有没有什么新发现，哪怕已经是晚上12点。 　　在就任清华教授之后的一次采访中，他对记者介绍说，自己的团队来自五湖四海，有着共同的志向。谁知对方问他：您的团队成员有什么共同爱好吗? 　　这位团队老大思索了片刻之后说：吃饭、睡觉、做研究。 　　上周，在“证实量子反常霍尔效应”的发布会上，杨振宁为这群中国学者的新发现补充说，有一点值得人们去思考：量子反常霍尔效应实验，全世界很多实验室都在钻研，为什么唯有清华大学与物理所的合作成功了?“我想这与中国整个科研体系的体制，跟中国传统的人文关系都有非常密切的直接关系。” 　　“这可能是我们两个人人生当中最最喜悦的那一天” 　　2012年10月12日晚上10点35分，薛其坤接到团队成员、博士生常翠祖的一条短信：“薛老师，量子化反常霍尔效应出来了，等待详细测量。” 　　实验测量到的数据是一条漂亮的曲线，与理想情况下量子反常霍尔效应的行为完美地吻合。 　　团队成员观测到的现象，是在接近绝对零度的极低温度下对拓扑绝缘体薄膜进行精密测量后获得的。也就是说，目前要谈论这种现象在生活中的实际应用，还为时过早。毕竟，室温要比实验温度高很多，《科学》杂志上一篇文章也指出，实验材料在其他方面还有不尽人意的地方。 　　但对为之付出多年努力的科学家们而言，这一结果已经足够令人惊喜。“这可能是我们两个人人生当中最最喜悦的那一天。”张首晟后来在发布会上说。在座的杨振宁听着这个学生的报告，也想起了1956年12月的某一天，吴健雄在电话中告诉他，她发现了宇称是不守恒的。 　　“我认为是从中国实验室里头一次，做出来了，并发表出来了诺贝尔奖级的物理学论文……这也是整个国家发展的大喜事。”他一遍遍地对着不同的媒体说。 　　这篇论文发表后，清华大学的一名学生想起来，在从前的一次“文化素质教育讲座”上，曾有学生对薛院士提问：“您是否有志为中国赢得诺贝尔奖?” 　　“没有想过。”静静地想了一会后，他给出了这样的回答。 　　“我认为一个不想得诺奖的科学家不是好科学家。”学生不依不饶。 　　但薛其坤就是没有这样的想法：“我在做科研时，没想过这个问题”。

无论是从楼上搬到楼下，还是从一个大陆搬到另一个大陆，实验室搬迁都是一项复杂的工程。因为每次不只是“搬”这个动作那么简单，细想想那些贵重、精密、易损害的仪器；处于冷冻或其他严格封存条件下的实验室样品；各种复杂的管路、连线… … 无不决定了实验室搬迁是个对技术、细节要求极高的“瓷器活儿”。“实验室搬迁的顺利与否，不仅会影响到实验室的科研进程，而且会影响到所在单位的业务进展。因此，不管是学术还是商业实验室，无论是质量控制还是研发实验室，不论实验室里的设备是20台还是2000台，都需要最大程度地缩短实验室中断运行的时间，尽快完成实验室搬迁并使其恢复运行。”珀金埃尔默中国实验室搬迁项目负责人左欢说道。实验室搬迁“三步走”实验室搬迁可以大体分为三个阶段：搬迁前初准备、终准备、搬迁以及仪器搬迁后的校准、调试和设置。初始规划阶段对于实验室搬迁至关重要。 “理想情况下，一旦确定需要新的实验室空间，就应该着手实验室规划，” 左欢介绍说。这个过程包括制定预算和时间表，制定仪器停用和重新投入运行的协议，通知关键的利益相关方，以及众多的后勤准备联系，例如运输。实验室中断和设备停机的代价是非常昂贵的，因此很多实验室都希望在不完全停止运营的情况下完成搬迁。“这可以实现，”左欢说，“但需要制定大量且细致的计划。在不同的阶段进行分段搬迁或在非运行时间进行搬迁可以最大程度减少实验室运营中断。”一旦搬迁计划开始实施，各阶段计划中的每一步流程都必须被严格管理。拥有丰富经验的搬迁服务提供商不仅可以在规划阶段提供帮助，还可以在搬迁期间管理物流。可别小看物流环节，仪器设备必须妥善地进行停机、包装和安全运输，这样才能确保其完成运输后仍处于良好的工作状态，因此服务团队需要有包装所有类型仪器所需的材料和专业知识，并安排适当的运输。任何对细节的忽视，都可能对搬迁的过程产生阻碍。“一些看似简单的细节，比如仪器运输是走货梯还是客梯，都要认真考虑，以便在搬迁中安全地处理仪器。”一旦设备、消耗品和样品移至新的实验室，搬迁后阶段就开始了。“你需要管理仪器的重新调试、验证、确保让仪器和软件正常运行，以便科学家能够尽快开展研究工作。”除此之外，这阶段工作还可能涉及一些基础设施的处理，例如IT连接，温、湿度控制以及水、气体连接。这些服务对于实验室恢复正常运营而言同样必不可少。“实验室搬迁是一个庞大而复杂的项目，需要大量的规划，以及高效的管理者和支持团队。唯有通过整个团队的密切合作，才能确保各阶段的平稳过渡，并最大限度地减少工作流程的中断。”左欢说。率先推出实验室一站式服务理念珀金埃尔默早在20多年前便前瞻性地推出了OneSource即一站式服务理念，为实验室提供包括多品牌仪器维修保养、分析方法咨询服务、设备采购及报废、实验室整体搬迁、实验室IT服务、实验室智能解决方案、验证服务等全面解决方案。“举个例子，当客户有成百上千台仪器的时候，如果每一台仪器都去找原厂做维修，那样会很耗时耗力，我们所提供的一站式服务可以帮助客户解决仪器周边相关联的所有服务，为客户解决问题，简化维护工作，从而让科学家们有更多时间专注于他们的核心科学研究工作。”左欢说道，“让仪器始终保持最佳运行状态是我们的承诺。”了解更多珀金埃尔默OneSource实验室搬迁服务，请点击：https://account.custouch.com/perkinelmer/ppc/lab/客户服务热线：800 820 5046 400 820 5046珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞察。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于180多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn

今天(9月19日)，备受社会关注的首届“未来科学大奖”在北京举行了新闻发布会，揭晓了首届获得现设“生命科学奖”和“物质科学奖”两个年度奖项的科学家名单。生命科学大奖由香港中文大学卢煜明教授获得，物质科学奖由清华大学薛其坤教授获得，获奖者将获得单项100万美元的奖金。或成为“中国诺贝尔奖”　　未来科学大奖于2016年1月17日在北京正式成立，共设立“生命科学大奖”和“物质科学大奖”两个奖项，奖金各为100万美元。以表彰在这些领域对人类作出重大贡献的科学家，要求其获奖工作主要在中国大陆或港澳台地区完成，但不限国籍。获奖者可以是个人或者团队，原则上每个奖项不超过5名获奖者。　　未来科学大奖设立的消息引发全社会的广泛关注，被期冀成为“中国的诺贝尔奖”。诺贝尔奖获得者、著名物理学家杨振宁先生也指出，“未来科学大奖是第一个延生于中国民间公益组织，由企业家群体发起成立的奖项，填补了中国民间权威科技奖项的空白 瑞典有诺贝尔奖，香港有邵逸夫奖，而未来科学大奖作为后起之秀将产生更加深远的影响。”后续将增加数学、计算机等奖项　　未来科学大奖首期募集100%由中国人出资，生命科学捐赠人包括丁健、李彦宏、沈南鹏、和张磊。物质科学捐赠人有邓锋、吴鹰、徐小平，和吴亚军。未来论坛创始理事兼秘书长武红则透露，根据目前的奖金捐赠情况，第二届未来科学大奖已确定新增数学与计算机科学奖项，未来还将陆续扩大奖项范围，增加应用技术等奖项。　　未来科学大奖科学委员会主要为大奖评选提供科学专业和学术支撑，由9人组成。第一任委员会包括两位数学家(夏志宏、田刚)、两位物理学家(丁洪、文小刚)、两位化学家(何川、谢小亮)、两位生物学家(饶毅、王晓东)和一位计算机学家(李凯)。2016年生命科学大奖获奖人：卢煜明　　卢煜明(LO Yuk Ming Dennis)，分子生物学临床应用专家，尤其致力于研究人体内血浆的DNA和RNA。现为香港中文大学李嘉诚健康科学研究所所长、李嘉诚医学讲座教授兼化学病理学讲座教授。　　“生命科学奖”获奖者卢煜明基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现，在无创产前胎儿基因检查方面做出了开拓性贡献。卢教授在1997年和1998年的工作中发现，母体血液中存在着胎儿的游离DNA。基于这些早期发现，卢教授展开了一系列前沿工作来研究这些胎儿游离DNA的特性，证明了使用胎儿游离DNA来诊断遗传性疾病的可行性和实际性，最终开创了利用第二代基因测序来检测唐氏综合症的新途径，并在90多个国家得到了应用。　　获奖评语：　　奖励他基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现在无创产前胎儿基因检查方面做出的开拓性贡献。　　主要贡献：　　“生命科学奖”获奖者卢煜明基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现，在无创产前胎儿基因检查方面做出了开拓性贡献。卢教授在1997年和1998年的工作中发现，母体血液中存在着胎儿的游离DNA。基于这些早期发现，卢教授展开了一系列前沿工作来研究这些胎儿游离DNA的特性，证明了使用胎儿游离DNA来诊断遗传性疾病的可行性和实际性，最终开创了利用第二代基因测序来检测唐氏综合症的新途径，并在90多个国家得到了应用。仅在中国，每年就有超过一百万孕妇接受这项测试。这种革命性的方法为全球无数孕妇提供了无创产前诊断。　　孕妇产前诊断能避免胎儿遗传病的发生。例如，唐氏综合症，即21三体综合症是一种常见的遗传性疾病，病因在于胚胎染色体异常(多了一条21号染色体)，导致体格发育迟缓及智力缺陷。孕妇产前检查可以诊断及避免唐氏综合征。然而，唐氏综合征及类似遗传性疾病的常规产前检查均需实施羊水穿刺后进行DNA分析，这种创伤性的检测会增加终止妊娠的风险.科学家们一直在致力于研发非侵入性产前诊断技术检测胎儿遗传异常。虽然胎儿有核细胞能够进入母亲的血液，但这些细胞数量稀少。卢教授在1997年和1998年的工作中发现母体血液中存在着胎儿的游离DNA 。基于这些早期发现，卢教授展开了一系列前沿工作来研究这些胎儿游离DNA的特性，证明了使用胎儿游离DNA来诊断遗传性疾病的可行性和实际性 ，卢教授的工作最终使得利用第二代基因测序来定量测量胎儿DNA的方法用于唐氏综合症检测。这种无创产前检测已用于90多个国家。仅在中国，每年就有超过一百万孕妇接受这项测试。这个革命性的方法为全球无数的孕妇提供了无创产前诊断。2016年物质科学大奖获奖人：薛其坤　　薛其坤，1963年出生于山东临沂市。材料物理专家，中国科学院院士，清华大学副校长。2012年提出界面高温超导，2013年发现量子反常霍尔效应，开辟全新领域。曾入选万人计划首期杰出人才，2014年求是杰出科学家奖，和何梁何利科学与技术成就奖。发表SCI论文300余篇(包括3篇science、3篇nature physics、30篇Phys. Rev. Lett.、1篇PNAS、40余篇Phys. Rev. A/B、40余篇Appl. Phys. Lett.和4篇英文特邀综述文章或书章节)，文章被引用3900多次(两篇代表性文章PRL94和PRL95分别被引用215次和126次)。　　获奖评语：　　奖励他在利用分子束外延技术发现量子反常霍尔效应和单层铁硒超导等新奇量子效应方面做出的开拓性工作。　　主要贡献：　　薛其坤利用分子束外延技术，在对奇特量子现象的研究中取得了突破性的发现。分子束外延生长是一种先进的薄膜生长方法，能在材料衬底上一层一层地生长单晶薄膜。他和合作者制备了多种高质量的单晶薄膜材料，这使他们首次发现量子反常霍尔效应和在钛酸锶衬底上的单层铁硒高温超导现象。这两个发现被许多研究小组重复出来，并在全世界范围内激发出更多的相关研究活动，有望进一步提升量子反常霍尔效应和界面超导的临界温度，从而具有更大的实用价值。　　在一个通常的导电材料中，电流是线性正比于外加的电压，电压和电流的比值则是这个材料的电阻，这就是人们熟知的欧姆定律。欧姆定律同时也意味着电流的传输会产生热，产生的热量正比于电阻以及电流的平方。这正是人们为什么可以利用电流来产生有用的热，但这也是为什么电流会浪费无用的热甚至会产生有害的热，目前整个微电子产业都面临着发热的瓶颈问题。但是，在以下两个奇异的量子现象中 - 超导和量子霍尔效应，发热问题可以被完全避免，也就是说欧姆定律可以被完全违反。正是由于它们可能对人类社会带来巨大的应用前景，对这两种量子现象的研究成为过去几十年内凝聚态物理的热点研究领域。同时，这些研究经常是以跳跃的方式，极大丰富了人类的知识库，并不时地突破凝聚态物理的范畴。超导领域中获得的五项诺贝尔奖和量子霍尔效应领域中获得的两项诺贝尔奖就是很好的证明。　　清华大学的薛其坤利用分子束外延技术，在对这两种量子现象的研究中取得了突破性的发现。分子束外延生长是一种先进的薄膜生长方法，能在材料衬底上一层一层地生长单晶薄膜。他和合作者制备了多种高质量的单晶薄膜材料，这使他们首次发现量子反常霍尔效应和在钛酸锶衬底上的单层铁硒高温超导现象。　　量子霍尔效应是指强磁场下二维电子材料中出现的横向电导(电阻的倒数)量子化现象。它的另一个重要特征是纵向电阻消失：电子可以在材料的边缘上不发热地传导。量子反常霍尔效应是指由磁性极化电子代替外加磁场所产生的量子化的霍尔效应。由于磁性极化电子模拟出的外加磁场比现有实验室可达到的最强外加磁场高一百倍，量子反常霍尔效应被认为是未来室温量子器件的一种可能实现方法。虽然理论上人们认为这种效应完全可以存在，但真正实现量子反常霍尔效应在材料制备和原位测量上存在着巨大的挑战。2012年12月薛其坤领导的小组首次报道，利用分子束外延方法生长出铬掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体的薄膜，并用该薄膜制备场效应器件，在极低温和零磁场条件下观察到霍尔电阻达到了量子化的数值即h/e2 约25.8千欧姆，标志着实验上首次实现量子反常霍尔效应。　　超导现象是一种宏观量子现象，指的是当温度低于一个特定的临界温度(Tc)时，一些材料中出现的完全零电阻和理想抗磁的现象, 超导现象于1911年在水银中首次发现(Tc ~ 4K or -269摄氏度, 是非常低的温度)。1986年人们在一些铜氧化合物材料中发现了高很多的Tc(77 K，或高于液氮温度)，2008年又在一些铁砷或铁硒材料发现了较高的的Tc(40 K)。2012年2月薛其坤领导的小组首次报道，利用分子束外延方法，在导电钛酸锶衬底上生长出的单层铁硒具有大幅提高的Tc(40 K，甚至可能超过77K)，相比之下块材的铁硒Tc只有约10 K。这个发现完全出乎意料，因为很薄的薄膜材料一般会压制Tc，因此这个发现开辟了一种界面增强超导的新途径。　　薛其坤做出的这两个发现被许多研究小组重复出来，并在全世界范围内激发出更多的相关研究活动，有望进一步提升量子反常霍尔效应和界面超导的临界温度，从而具有更大的实用价值。

华沙时间9月1日，“欧洲物理奖”在波兰华沙颁奖，华人物理学家、斯坦福大学教授、清华大学高等研究院教授张首晟获此殊荣；由其团队提出的“量子自旋霍尔效应”或将带来芯片革命。 　　因在“量子自旋霍尔效应”理论预言和实验观测领域的开创性贡献，张首晟与4位欧美科学家共同荣获2010年“欧洲物理奖”，他也是获得该奖项的首位华人科学家。而在此前的2010年7月，张首晟还因在拓扑绝缘体研究方面的卓越贡献荣获德国“古登堡研究奖”。 　　“欧洲物理奖”是国际著名的物理学奖项，由欧洲物理学会颁发。 　　张首晟表示，作为一项国际级大奖，今年的“欧洲物理奖”授予5位研究“量子自旋霍尔效应”的科学家，表明这一领域已经引起国际主流科学界的高度重视，具有风向标意义。 　　上世纪60年代，英特尔公司创始人之一戈登摩尔提出：集成电路上可容纳的晶体管数目约每隔18个月便会增加一倍，而性能也将提升一倍。近半个世纪以来，这一定律见证了人类信息技术前进的步伐。但是，随着晶体管越小越密集，发热问题也就越突出，晶体管电路已逐渐接近性能极限。业界普遍认为，摩尔定律的有效期只能再延续10年左右。 　　张首晟领导的研究团队于2006年提出了“量子自旋霍尔效应”，将其基于芯片业未来提出的新构想——通过控制电子的自旋运动来降低能耗——在理论上完成了预言。2007年，这一理论预言被德国维尔茨堡大学实验小组通过实验证实。同年，张首晟领导的研究团队提出的“量子自旋霍尔效应”被《科学》杂志评为2007年“全球十大重要科学突破”之一。 　　张首晟形象地介绍，电子是电流的载体，它除了负有电荷以外还具有一种自旋性质，就如同地球绕着太阳转，而地球本身也在自转一样。 　　在运动过程中，电子从一端走到另一端，就如同要走过一个杂乱无章的迪斯科舞场，电子无规则地跳舞，不可避免地会发生碰撞，碰撞就会耗散热量。而“量子自旋霍尔效应”找到了一个新的规律，即电子自转方向与电流方向之间的规律。利用这个规律可以使电子以新的姿势非常有序地舞蹈，从而使能量耗散很低。张首晟说：“利用‘量子自旋霍尔效应’，有可能研制出新一代的电脑，延长摩尔定律的生命。” 　　在“量子自旋霍尔效应”下，芯片中的电子能够像高速公路上的汽车一样正反方向地分开运动，各行其道，互不干扰。这一理论预言近年来被越来越多的实验证实，科学家发现在很多不同的材料中都能实现“量子自旋霍尔效应”。2008年，张首晟与中国科学院物理所方忠研究小组合作发现了一种三维新材料。2009年底，张首晟与清华大学物理系薛其坤院士领导的研究小组开展理论与实验上的紧密合作，2009年底成功地制备出高质量的薄膜材料，其世界领先地位得到国际公认。 　　虽然“量子自旋霍尔效应”的研究成果离真正投入应用还有一定距离，但这种新奇的物理现象有可能给未来的信息革命带来重大影响，电脑甚至量子计算都将随之发生巨大改变。张首晟说：“科学界和工业界已达成共识，信息革命下一步的发展，一定要把‘信息高速公路’建到芯片的层次。这已经是全世界范围的一个大趋势。而‘量子自旋霍尔效应’的理论研究以及产业化开发，对科学界和信息产业界来说，都将是一次大洗牌的机会。” 　　张首晟认为，任何一个自主创新和重大突破，一定要抓住重新洗牌的时机。希望国家有计划地大力投入，作好战略布局，瞄准这一理论预言展开更广泛的探索，加快研究步伐，抢占自主创新制高点。他认为，中国应充分认识到，这一领域的突破所带来的历史机遇，对中国的基础研究和产业界的自主创新都将是十分难得的。 　　张首晟1980年从上海复旦大学赴德国留学，1983年获德国柏林自由大学硕士学位，同年赴美国纽约州立大学石溪分校，师从著名物理学家杨振宁教授攻读博士学位，1987年获物理学博士学位，1993年任斯坦福大学物理系教授。1992年获全球华人物理学会杰出青年科学家奖，1993年获IBM研究部杰出创新奖。1999年张首晟受聘为教育部“长江学者讲座教授”，任清华大学高等研究院教授。2009年入选国家“千人计划”。

第66届诺贝尔奖获奖者大会近日在德国波登湖畔的林道闭幕，本届大会共邀请到了29位诺贝尔物理学奖获得者，其中有获得2015年诺贝尔物理学奖的日本物理学家梶田隆章和加拿大物理学家阿瑟麦克唐纳。作为本届大会的合作伙伴国，奥地利总统费舍也出席了会议并讲话。　　大会的闭幕式在波登湖的玛瑙岛上举行，风景秀丽的玛瑙岛是诺贝尔奖获奖者大会的创始人贝纳多特伯爵夫妇的私人领地，贝纳多特伯爵是瑞典皇室亲属，这位伯爵一生热衷于赞助科学事业，在1951年创办了第一届诺贝尔奖获奖者大会，此后每年一届从不间断。2004年贝纳多特伯爵去世后，索尼雅贝纳多特伯爵夫人继续领导和组织每年一届的大会，2008年索尼雅病逝后，其女儿贝蒂纳贝纳多特女伯爵又继承了家族的这项事业。　　此次大会共邀请了来自80个国家的400多名青年科学家和学生参会，而这是从上万名申请的学者中经过多轮评委评比，精心挑选出来的。参加诺贝尔奖获奖者大会有严格的参会条件，要求有两个以上国际著名学术机构的推荐，有在国际专业杂志上发表的学术论文，有流利的英语会话能力，学生年龄不超过30岁，博士后年龄在35岁以下。中国参加本届大会的境内外人数共29名，是继德国、美国之后参加人数较多的国家。　　据中国学生代表团领队，中德科学中心常务副主任陈乐生教授介绍，这是中国第13次派出如此多的青年学者参加诺贝尔奖获奖者大会，中国学者的选拔和组团工作由中德科学中心负责，并得到教育部、中科院的鼎立支持。中德科学中心与诺贝尔奖获奖者大会基金会共同组成评委会，共同审核申请参加会议学者的学术水平。在经过几轮筛选后，还要进行包括英语能力的面试，因此，中国挑选的年轻学者都非常优秀。　　从前几届的参会情况看，中国参加过大会的学者中已有三分之二去了美国、德国等国深造，并有被诺贝尔奖得主招为弟子。这些人在国外经过几年的锻炼，将来回国后将挑起大梁，成为国家科技领域的风云人物。陈教授介绍说，改革开放后曾有一批留德的风云人物出现，如现任科技部部长万钢以及路甬祥、韦玉、王大中、林泉。近年来还有一批留德或在德国从事过研究工作的中青年学者成为所在研究领域的领军人物，如潘建伟、卢柯、葛均波等。　　记者也随机采访了几位参会的中国年轻学者，请他们谈谈参加大会的感受。来自中国科学技术大学的任亚飞说，感受最深的是与德国诺奖获得者冯克里青教授面对面的交流，大师用深入浅出的语言阐述了量子霍尔效应的原理和发现过程，使这位正在开始从事固体物理研究，年仅23岁的研究生激发起了对量子物理学的浓厚兴趣。他表示参加这次活动不仅能和大师进行学术交流，而且能感受大师现实中最真实、生动的一面。　　来自北京大学的蒋庆东表示，参加诺贝尔奖获奖者大会不仅是聆听科学大师的高超演讲，目睹大师的风采，也是一次与其他国家青年学者交流的很好机会。通过交流他感觉到，中国在物理学一些领域并不比欧美差，也有自己一流的论文、一流的学者。这些年国家对科研的投入在不断增长，中国的科研成果在国际上不断获得好评，2015年屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖，相信中国人获得诺贝尔物理学奖也是早晚的事。　　记者还采访了林道诺贝尔奖获奖者大会基金会主席沃夫冈许勒尔博士，他专门负责组织这项活动已经有16年，今年即将退休并出任基金会名誉主席。采访中，他称赞了中国科学中心为每年一届的大会给予很大支持，尤其是与陈乐生、赵妙根两位主任的合作非常愉快。许勒尔博士也期待中国能有更多优秀科学家获得诺贝尔奖。

p 　　近日，中国科学院重庆绿色智能技术研究院量子信息技术中心团队在以GeSe为代表的IV sup A /sup VI sup B /sup 大面积单原子层材料制备和能带结构确定，及其器件测试分析研究中取得最新进展。 /p p 　　目前已有近百种二维材料被人们发现，包括第四主族单质、第三和第五主族构成的二元化合物、金属硫族化合物、复合氧化物等。这些发现不仅打破了长久以来二维晶体无法在自然界中稳定存在的说法，其自身的特性更是呈现出许多新奇的物理现象和电子性质，如半整数、分数和分形量子霍尔效应、高迁移率、能带结构转变等。IV sup A /sup VI sup B /sup 单晶二维材料MX（M=Ge,Sn；X=S,Se）因极高稳定性、环境友好性、丰富蕴藏量，以及从材料结构到性能上与黑磷烯的相似性而受到广泛关注。基于第一性原理方法对MX的能带结构的计算、对其从间接带隙到直接带隙的临界层厚，以及基于其C sub 2v /sub 对称结构的压电性能理论预测的研究已多有报道。但受其脆性影响，该类型材料难以直接采用物理撕裂法制备得到单原子层材料。采用化学合成方法，也难以获得较大面积的单原子层（大于1微米）。因此，对IV sup A /sup VI sup B /sup 单晶二维材料的研究迄今仍停留在理论预测阶段。 /p p 　　在MX中，GeSe理论上被认为是唯一具有直接带隙的材料，且该材料的光谱范围预测几乎覆盖了整个太阳光光谱，这使它在量子光学、光电探测、光伏、电学等领域有巨大的应用潜力。据此，重庆研究院量子信息技术中心团队研究发现，利用单晶硅表面二氧化硅的隔热效果和激光减薄方法，可以在一定激光功率密度下不断地减薄GeSe的层厚，直至单原子层。其减薄机理是激光在GeSe表层产生高热，由于GeSe材料本身的层状特性，难以将热量及时传导出去，导致层厚被不断减薄。当GeSe的层厚被减薄至单原子层时，整个SiO sub 2 /sub /Si可以被看作热沉而无法继续减薄。利用此方法，该团队首次实验制备出了100微米以上的GeSe单原子层材料，基于荧光谱、拉曼谱等方法对GeSe单原子层的原子和能带结构进行研究，并基于第一性原理方法理论印证了实验结果的可靠性。实验和理论计算表明，GeSe单原子层的荧光谱非常宽，从可见光波段到近红外波段发现了8个荧光峰，从间接带隙到直接带隙的转变发生在第三层。此外，该团队分别实验制备出了基于GeSe体材料和二维材料的晶体管，其I-V和光反应性能表明，二维材料的光敏度是相应体材料的3.3倍，同时二维材料器件的光反应度也远优于相应体材料器件。 /p p 　　相关研究成果发表在 em Advanced Functional Materials /em 上。该研究得到了重庆市基础前沿重大项目、中科院“西部之光”西部青年学者A类项目、国家自然科学基金面上项目的资助。?? /p p br/ /p

北京时间10月24日，美国物理学会宣布中国科协常委、南方科技大学校长、中国科学院院士薛其坤获得国际凝聚态物理领域的最高奖巴克利奖，成为该奖设立70年以来首位中国国籍的获奖者。薛其坤为国际著名实验物理学家，主要研究方向为扫描隧道显微学、分子束外延、拓扑绝缘量子态和高温超导电性等。曾获国家自然科学一等奖1项，获国家自然科学二等奖2项，获第三世界科学院物理奖、陈嘉庚科学奖、“万人计划”杰出人才、求是杰出科学家奖、何梁何利科学与技术成就奖、未来科学大奖－物质科学奖、（首届）全国创新争先奖章、北京市突出贡献中关村奖和复旦-中植科学奖等奖励与荣誉。2005年11月当选为中国科学院院士；2017年起任北京量子信息科学研究院院长。目前为中国物理学会副理事长、美国物理学会会士，是国际著名期刊Surface Science Reports、Nano Letters、Applied Physics Letters、Journal of Applied Physics和 AIP Advances等的编委，National Science Review副主编和Surface Review & Letters主编。2020年11月，任南方科技大学校长。巴克利奖被公认为是国际凝聚态物理领域的最高奖，旨在表彰凝聚态物理领域作出卓越贡献的科学家。薛其坤和美国哈佛大学教授阿什温维什瓦纳特（Ashvin Vishwanath）共同凭借对具有拓扑能带结构材料的集体电子性质的开创性理论和实验研究获奖。量子反常霍尔效应是凝聚态物理中的一个重要量子效应。长期以来，使其“现身”并实现实验观测难度极大。2012年底，薛其坤和团队在攻克了诸多难关后，成功在实验上观测到量子反常霍尔效应。该成果于2013年5月在美国《科学》（Science）杂志发表，审稿人予以高度评价，称之为“凝聚态物理界一项里程碑式的工作”。这一中国科学家在实验上独立观测到的重要物理现象，被视为全球基础研究领域的重要科学发现，是世界物理学界最为重要的实验进展之一，为后续国际凝聚态物理研究引领了新的方向。

首次在石墨烯中观测到陈氏绝缘体行为近日，加州大学伯克利分校陈国瑞博士、王枫教授与复旦大学张远波教授及斯坦福大学David Goldhaber-Gordon教授合作在Nature上发表题为“Tunable correlated Chern insulator and ferromagnetism in a moiré superlattice”的研究论文【1】。据陈国瑞博士介绍：“我们的发现表明，石墨烯是物理研究的理想平台，从单粒子物理到强关联物理，从超导到现在的拓扑物理在二维材料中的量子效应。令人兴奋的是，我们现在可以在一个只有百万分之一毫米厚的微小器件中探索新的物理现象。迄今为止，在同一个器件中能通过调控分别出现超导、绝缘和磁性的材料体系非常罕见。大多数人认为石墨烯很难产生磁性，因为碳材料通常不具有磁性，而这项研究成果的亮点之一就是第一次将这三种性质结合在一个器件中。如今电子产品中使用的磁性材料是由铁磁性金属制成的，如铁或钴合金。然而，组成石墨烯的不是磁性金属元素，而是碳，所以在石墨烯里面产生磁性很难。这次陈国瑞博士等人想出了一个创造性的解决办法：当夹在二维氮化硼之间时，石墨烯（三层石墨烯）就会形成一个称为Moiré超晶格的结构（图一）。这时通过在石墨烯器件的栅极上施加电压，垂直方向的电场会促使器件中的电子沿着同一方向旋转，将石墨烯器件变为了一个铁磁系统。图一左图：ABC三层石墨烯Moire超晶格样品及器件结构。右图：在极低温下T=0.06K，观测到v=2量子化平台。与此伴随的是另一重要的新特性：石墨烯系统的内部不仅变得有磁性，而且还变得绝缘，同时它的边缘变成了一个零电阻的电流通道。研究人员说，这是一种被称为陈氏绝缘体（Chern insulator）的罕见绝缘体。量子计算近些年十分热门，其数据便是存储在量子比特中，一个量子位可以表示一个1，一个0，或者它同时是一个1和一个0的状态。陈氏绝缘体的研究一直是拓扑量子计算领域的研究热点，同时也为量子计算中操纵信息提供了潜在的新方法。更令人惊讶的是，麻省理工学院的合作者Zhang Ya-Hui的计算结果显示，由于三层石墨烯中电子与电子之间的强相互作用，石墨烯器件的导电边缘态不仅仅只有一个，而且有两个，这是人们首次实验观测到“高阶陈氏绝缘体”（图二）。图二：石墨烯的磁性和C=2 反常量子霍尔效应陈国瑞博士希望可以用他们的石墨烯器件进行更多的实验研究，以便更好地了解陈氏绝缘体/磁性是如何产生的，以及其异常特性背后的机理【2】。先前的研究在石墨烯中调控出了超导态和Mott绝缘态【3】【4】，其中有一部分三层石墨烯的Mott绝缘态和超导态工作也是陈国瑞博士完成的【5】【6】。陈国瑞博士是牛津仪器上海低温强磁实验室的用户。他向我们讲述了该研究背后的故事。2019年春节前，为了研究三层石墨烯Moire超晶格样品的反常量子霍尔效应，需要首先研究其在低温强磁场中的性质。作为牛津仪器资深用户，陈博士首先联系了牛津仪器上海低温强磁实验室，提出希望利用牛津仪器TeslatronPT无液氦超导磁体系统进行初步测量。经过多日连续测试，终于得到了初步实验结果。如下是采得的数据，在1.5K温度下，2T磁场的时候已经初步看到v=2量子化平台出现（图三），预示着很可能有新的结果，于是陈博士立刻联系了国外的合作者进行了更低温度的测量，最终得到了令人满意的结果。图三：T=1.5K时看到半整数量子化平台迹象牛津仪器很高兴能为该研究提供支持。来自伯克利实验室、加州大学伯克利分校、斯坦福大学、SLAC国家加速器实验室、麻省理工学院、上海交通大学、人工微结构协同创新中心、复旦大学、日本国家材料科学研究所的研究人员参加了这项工作。图四：陈国瑞博士（左三）等用户和 牛津仪器工作人员合影参考文献/链接：1. Nature 579, 56–61 (2020)2. https://newscenter.lbl.gov/2020/03/04/2d-material-gets-a-new-gig/3. Nature 556, 80–84(2018)4. Nature 556, 43–50(2018)5. Nature Physics 15, 237–241 (2019)6. Nature 572, 215–219 (2019)

微透镜阵列是由微米级或亚毫米级透镜按一定规律排列而成的阵列，被广泛应用于光学和光子学领域，包括立体显示、光均匀化、光束整形和三维成像等。与单个透镜相比，微透镜阵列可以收集每一点上的信息，如入射光线的强度和角度。在集成成像系统中，微透镜阵列上的透镜从不同的观察角度在不同的空间位置捕捉一组子图像，而这些图像可以被重建在一起以提供一个伪视觉。此外，在光场成像系统中，位于物镜和图像传感器之间的微透镜阵列能够在单次摄影曝光下收集空间和方向信息，无需聚焦于3D物体。大多数的微透镜阵列中，所有透镜的焦距都是相同的，这导致景深狭窄、深度感知能力有限。因此，这些微透镜阵列不能直接获取距离不同的物体的清晰图像。近日，上海理工大学张大伟教授课题组提出了一种多焦距微透镜阵列的制作方法。该微透镜阵列制造过程具体如下：首先，利用摩方精密面投影微立体光刻3D打印技术（nanoArch P140，BMF Precision，Shenzhen, China）制备出孔壁呈不同倾斜角度的微孔阵列，再采用旋涂的方法使微孔中残留部分光敏树脂并得到不同曲率的液面，最后经过PDMS翻模即可得到多焦距微透镜阵列。该多焦距透镜阵列能够扩展成像景深，具有感知物体深度的能力。该成果以“Fabrication of uniform-aperture multi-focus microlens array by curving microfluid in the microholes with inclined walls”为题发表在光学期刊Optics Express上。图一 多焦距微透镜阵列制作原理图图二 (a) 多焦距微透镜阵列设计，(b) 3D打印的微孔阵列，(c) 复刻的多焦距微透镜阵列，(d) 多焦距微透镜阵列局部显微图。图三 利用多焦距微透镜阵列拍摄不同物距情况下的物体，物距为(a) 14.3mm，(b) 28.5mm，(c) 45.5mm时拍摄的图像。当物距为14.3mm时，中心区域的透镜可呈现清晰图像；当物体移离微透镜阵列时，外圈的透镜可以呈现清晰的图像。文章链接：https://doi.org/10.1364/OE.425333官网：https://www.bmftec.cn/links/10

微透镜阵列是由微米级或亚毫米级透镜按一定规律排列而成的阵列，被广泛应用于光学和光子学领域，包括立体显示、光均匀化、光束整形和三维成像等。与单个透镜相比，微透镜阵列可以收集每一点上的信息，如入射光线的强度和角度。在集成成像系统中，微透镜阵列上的透镜从不同的观察角度在不同的空间位置捕捉一组子图像，而这些图像可以被重建在一起以提供一个伪视觉。此外，在光场成像系统中，位于物镜和图像传感器之间的微透镜阵列能够在单次摄影曝光下收集空间和方向信息，无需聚焦于3D物体。大多数的微透镜阵列中，所有透镜的焦距都是相同的，这导致景深狭窄、深度感知能力有限。因此，这些微透镜阵列不能直接获取距离不同的物体的清晰图像。近日，上海理工大学张大伟教授课题组提出了一种多焦距微透镜阵列的制作方法。该微透镜阵列制造过程具体如下：首先，利用摩方精密面投影微立体光刻3D打印技术（nanoArch P140，BMF Precision，Shenzhen, China）制备出孔壁呈不同倾斜角度的微孔阵列，再采用旋涂的方法使微孔中残留部分光敏树脂并得到不同曲率的液面，最后经过PDMS翻模即可得到多焦距微透镜阵列。该多焦距透镜阵列能够扩展成像景深，具有感知物体深度的能力。该成果以“Fabrication of uniform-aperture multi-focus microlens array by curving microfluid in the microholes with inclined walls”为题发表在光学期刊Optics Express上。图一 多焦距微透镜阵列制作原理图图二 (a) 多焦距微透镜阵列设计，(b) 3D打印的微孔阵列，(c) 复刻的多焦距微透镜阵列，(d) 多焦距微透镜阵列局部显微图。图三 利用多焦距微透镜阵列拍摄不同物距情况下的物体，物距为(a) 14.3mm，(b) 28.5mm，(c) 45.5mm时拍摄的图像。当物距为14.3mm时，中心区域的透镜可呈现清晰图像；当物体移离微透镜阵列时，外圈的透镜可以呈现清晰的图像。文章链接：https://doi.org/10.1364/OE.425333官网：https://www.bmftec.cn/links/10

黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一类特殊天体。20世纪70年代初霍金、贝肯斯坦等的研究表明黑洞具有热力学性质：黑洞具有正比于其视界面积的熵；黑洞会以热辐射的形式向外辐射粒子，其辐射温度正比于其表面引力；黑洞的质量、熵和温度等满足热力学第一定律。黑洞的热力学揭示了引力的量子效应。因而普遍认为，黑洞是通向量子引力理论的窗口。   实验检验黑洞的量子效应是颇具挑战性的任务，这是由于这些效应非常微弱，且极难观测。比如一个太阳质量大小的黑洞，其对应的霍金温度只有10-8K ，远低于宇宙微波背景辐射的温度（≈3K）。缺少直接的实验检验也是”引力量子化“理论研究迟滞不前的原因之一。在这样的情形下，人们试图在实验室系统中创造出一个等效的“弯曲时空”并研究相关的效应。这一研究被称作“类比引力”（analogue gravity）。它是由Unruh效应（一个在平坦时空中作加速运动的观测者将看到他处于一个热浴中）的提出者William Unruh于1981年首先提出。近日，中国科学院理论物理研究所研究员蔡荣根和理论物理所博士毕业生、现天津大学理学院量子交叉中心副教授杨润秋，与物理所研究员范桁、副研究员许凯及博士研究生时运豪等合作，在”类比引力“的研究中取得重要进展。该工作在超导量子芯片上观察到“模拟黑洞”的霍金辐射并研究了弯曲时空对量子纠缠的影响。相关研究成果发表在《自然-通讯》【Nature Communications 14, 3263 (2023)】上。这一工作的理论基础是基于蔡荣根和杨润秋等在前期研究提出的模型，即在爱丁顿-芬克尔斯坦坐标下对空间坐标离散化，1+1维的无质量标量场和狄拉克场可以被量子化，并等价于耦合强度随格点位置变化的XY晶格模型；弯曲时空的度规信息则被编码在耦合强度的分布函数中。然而，如何在实验中实现这样一个耦合强度具有特定分布的XY晶格模型是颇有挑战性的问题。本研究利用一个具有10个量子比特与9个耦合器构成的一维阵列超导量子芯片，通过精确控制耦合器使比特之间的等效耦合强度按照从负到正分布实现了1+1维的弯曲时空背景，并观测了准粒子在弯曲时空背景下的传播行为。结果表明，在模拟黑洞的内部准粒子总是有一定概率通过视界辐射出去，其辐射概率满足霍金辐射谱。该团队利用量子态层析技术重构出黑洞外部所有比特的密度矩阵，计算了相应的辐射概率，证实了存在类比的霍金辐射。此外，该团队还在黑洞内部制备了一个Bell纠缠态并对比了平直和弯曲时空背景下的纠缠动力学。这一实验研究为在超导量子芯片中模拟弯曲时空和黑洞的量子效应开辟了新路径。该工作所使用的可调耦合器件由超导国家重点实验室SC5组研究员郑东宁和副主任工程师相忠诚提供。研究工作得到国家自然科学基金、科学技术部、北京市自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。日本理化学研究所和北京量子信息科学研究院的科研人员参与研究。超导芯片上的黑洞、弯曲时空耦合强度分布以及部分实验脉冲序列

薛其坤线上参与颁奖典礼。南方科技大学 供图2022年8月18—24日，第29届国际低温物理大会在日本北海道举行，本次会议举行了2020年度菲列兹伦敦奖颁奖典礼。菲列兹伦敦奖获奖者、南方科技大学校长、中科院院士薛其坤线上出席颁奖典礼，并受邀在会上作专题报告。2020年，时任清华大学副校长的薛其坤因在实验中发现量子反常霍尔效应而斩获这一国际低温物理领域公认最高奖。因疫情原因，该奖颁奖典礼推迟至今年8月18日—24日举行。薛其坤教授、美国阿贡国家实验室的Vinokur教授和德国马普学会固体化学物理研究所的Steglich教授三名获奖者在18日分别于线上线下参加了颁奖典礼。8月23日，薛其坤作为获奖者在会议上作特邀报告，介绍了量子反常霍尔效应的实验发现和研究成果，分享了自己在该领域的研究心得与体会，并在会上跟参会人员进行了深入交流。据悉，菲列兹伦敦奖是国际纯粹物理和应用物理联合会（IUPAP，即International Union of Pure and Applied Physics）为奖励在低温物理领域做出杰出贡献的科学家而设立的。该奖项以著名物理学家——菲列兹伦敦的名字命名，是国际公认的低温物理领域最高奖。自1957年奖项设立以来，薛其坤是首位获得这一荣誉的中国科学家，第二位来自亚洲地区的科学家。薛其坤为国际著名实验物理学家，主要研究方向为扫描隧道显微学、分子束外延、拓扑绝缘量子态和高温超导电性等。曾获国家自然科学一等奖1项，获国家自然科学二等奖2项，获第三世界科学院物理奖、陈嘉庚科学奖、“万人计划”杰出人才、求是杰出科学家奖、何梁何利科学与技术成就奖、未来科学大奖－物质科学奖、（首届）全国创新争先奖章、北京市突出贡献中关村奖和复旦-中植科学奖等奖励与荣誉。2005年11月当选为中国科学院院士；2017年起任北京量子信息科学研究院院长。目前为中国物理学会副理事长、美国物理学会会士，是国际著名期刊Surface Science Reports、Nano Letters、Applied Physics Letters、Journal of Applied Physics和 AIP Advances等的编委，National Science Review副主编和Surface Review & Letters主编。2020年11月，任南方科技大学校长。

传统的自旋信息器件主要基于对铁磁材料中磁矩的精确操控与探测，但由于杂散场、较小的磁各向异性场等本征缺陷，使得铁磁自旋信息器件面临挑战。具有零净磁矩的反铁磁材料拥有超快的自旋动力学特征、极小的杂散场和较强的抗外场干扰能力，在超高密度信息存储和超高速度信息处理方面颇具应用潜力，被认为是下一代自旋信息器件重要的候选载体材料。 　　拓扑反铁磁材料(如典型代表Mn3Sn)集合了常规反铁磁体中零杂散场和超快自旋动力学特征以及拓扑材料中非平庸拓扑能带诱导的大磁输运特性等优势，为反铁磁自旋信息器件的实际应用提供了可行的解决方案。其中，如何利用全电学方法有效操控、探测反铁磁的磁化状态以及设计并制备基于反铁磁材料的新型拓扑自旋结构，是其在信息存储或自旋逻辑器件应用中亟待解决的关键问题。 　　近日，中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室王开友课题组与南方科技大学教授卢海舟合作，在无重金属电流注入的条件下，利用Mn3Sn自身非平衡局域自旋积累实现了非共线反铁磁外尔半金属的无外场磁化翻转，并进一步实现了全电控反铁磁多态翻转(图1)。 　　研究通过与铁磁/重金属异质结、共线反铁磁/重金属异质结的无外场翻转中读写效率比较发现，Mn3Sn具有更高的读写效率(反常霍尔电阻率/临界翻转电流密度)，这证明Mn3Sn是一种高效且稳定性高的反铁磁材料(图2)。与Mn3Sn异质结薄膜相比较，理论和实验表明纯Mn3Sn具有最大的对称性破缺，验证了Mn3Sn全电控磁化翻转的物理来源。 　　该工作解决了具有大读出信号的反铁磁材料难以利用全电学方法调控的难题，为设计和研制全电控反铁磁新功能器件和芯片的发展提供了可行方案。相关成果以All-electrical switching of a topological non-collinear antiferromagnet at room temperature为题，发表在《国家科学评论》(National Science Review，DOI：10.1093/nsr/nwac154)上。 　　为进一步探索基于非共线反铁磁Mn3Sn薄膜的新型拓扑自旋织构，王开友课题组与半导体所超晶格室常凯院士课题组、中国科学院合肥强磁场科学中心教授陆轻铀课题组合作，在Mn3Sn/Pt异质结构中，通过调节界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的大小，首次在室温下实现了Mn3Sn自旋织构从共面倒三角型到Bloch型斯格明子(skyrmions)的演化。 　　此外，在Mn3Sn/Pt系统中，该团队发现了温度诱导的斯格明子-反铁磁类半子(meron-like)自旋织构的非常规转变(转变温度大约220 K)(图3)。理论计算表明，这种拓扑自旋织构的转变与Mn3Sn晶胞内笼目(kagome)亚结构之间反铁磁交换相互作用的温度依赖性有关。 　　该工作不仅证明了非共线反铁磁异质结系统中丰富多样的拓扑自旋织构，而且为利用应变或插层等手段调节层间相互作用来构筑新型拓扑自旋织构提供了可行方案。相关成果以Topological spin textures in a non-collinear antiferromagnet system为题，发表在《先进材料》(Advanced Materials，DOI：10.1002/adma.202211634)上。 　　研究工作得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和北京市自然科学基金重点研究专题项目等的支持。图1.Mn3Sn展现出巨大的反常霍尔效应，基于非平衡自旋流积累实现了纯Mn3Sn磁化翻转，在此基础上演示了二态翻转和多态翻转。图2.非共线反铁磁Mn3Sn无外场翻转读写效率与其他有序磁性材料/重金属异质结无外场翻转的比较。结果表明纯Mn3Sn全电控磁化翻转的效率更高。图3.设计制备的非共线反铁磁/重金属(Mn3Sn/Pt)异质结中，利用界面DMI效应诱导出室温斯格明子以及220 K附近发现的斯格明子-反铁磁类半子的转变。