霍尔效应测试系统

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霍尔效应测试系统相关的厂商

  • 北京霍尔斯生物科技有限公司 银牌3年
    400-860-5168转4937
    霍尔斯（HOLVES）是一家创新的生命科学公司。自2010年创立至今，聚焦于合成生物学、生物制药、创新生物医疗等新兴领域，研发和生产了多款新型发酵罐、生物反应器、超滤系统、喷雾干燥机等设备，满足从实验到工业生产等各个需求环节。霍尔斯（HOLVES）致力于打造智能自动化系统，赋能生物研究和产业放大领域发展。 发展历程： 2010年创立霍尔斯（HOLVES）品牌，成立北京霍尔斯生物科技有限公司。2012年与美国NBS合作代理生物反应器，与德国GEA合作代理喷雾干燥机，积极学习国外先进的理念和经验。2016年自主研发的首台喷雾干燥机问世，获得市场一致好评，标志着霍尔斯（HOLVES)正式开启自主品牌道路。2017年投入全新现代化工厂基地，成立安徽霍尔斯工程技术有限公司。2020年推出全新设计的Cla系列发酵罐，Eu系列生物反应器，Su系列不锈钢发酵罐，公司和产品双双步入新征程。2021年重磅推出HPB系列平行生物反应器，助力新一代生物智造平台。
    主营产品： 发酵罐   微滤系统   细胞反应器   喷雾干燥机  
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  • 山东霍尔德电子科技有限公司 白金5年
    400-875-3669
    山东霍尔德电子科技有限公司是cod检测仪、氨氮检测仪、总磷总氮检测仪、生物毒性检测仪、测油仪、BOD检测仪、水质在线监测设备等生产研发销售集于一体的原厂厂家。公司主营业务是研发、生产和销售应用于水质检测、农业生态、食品快检、植物生理、气象环境、智能物联等仪器设备，在多重相关领域构建起完整的产品体系，将光电技术与物联网和云服务结合，为用户提供更加广泛的应用和深度服务，为农业、林业、科研、畜牧、气象、水利、食药、环境等相关领域提供综合解决方案。公司与全国各大高校和科研院所建立了长久的合作关系，引进先进的高科技成果，研发了众多高性价比高科技产品，广泛应用于各个行业，得到了客户的认可和青睐。
    主营产品： 水质分析仪   食品安全检测   土壤测定仪   水质在线监测  
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  • 天津丘山仪器科技有限公司 铜牌2年
    400-860-5168转5974
    丘山仪器致力于材料研发相关的高通量实验仪器及测试服务，包括高通量扫描四探针电阻测量仪、电阻-温度传感芯片及其测试系统、差分纳米量热仪、纳米量热传感器、扫描液滴电化学测试系统、高通量霍尔效应测试仪等囊括电学、热学、电化学、力学等多方面自动化高通量实验仪器。可以广泛应用于金属玻璃、形状记忆合金、高温热障涂层、锂离子电池、平板显示器以及半导体芯片工艺检测等。我们也提供相关材料的表征测试服务。
    主营产品： 其它物性测试仪器  
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霍尔效应测试系统相关的仪器

  • 霍尔效应测试系统HET 400-860-5168转3827
    霍尔效应测试系统 HET 是依据范德堡法测量材料的电运输性能参数:载流子浓度迁移率、电阻率、霍尔系数等，薄膜或薄层材料均可测量，可应用于所有半导体材料，包括 Si、ZnO、SiGe、Sic，GaAs，InGaAs，InP，GaN(N型&P型均可测量)，广泛应用于国内高校、研究所、半导体、金属、高热导有机新材料等行业。产品特点-采用高精密度恒流源和电压表，确保仪器测试的良好准确度和高稳定性，性能优越 -自动控制磁场方向的改变，更加便捷准确 -样品装夹快速方便，且使用能够解决欧姆接触的样品芯片 -产品采用一体化、精密化设计，融入人性化的设计理念，不仅测量精确而且操作方便 -用户界面操作简单，功能齐全的软件平台带给客户友好的操作体验，使测试过程更加方便快捷应用功能-载流子类型鉴定:通过测量霍尔系数，可以确定电流携带者的类型，是正电荷的空穴还是负电荷的电子，从而获得半导体或导体的电子结构和能带特性 -载流子浓度测量:霍尔系数与载流子浓度之间存在关系，因此通过测量霍尔系数，可以估计材料中载流子的浓度 -迁移率评估:霍尔系数还可以用来计算载流子的迁移率，即电荷载流子在材料中移动的能力，从而对材料的电导率和电子迁移性等方面的深入研究 -材料电性能评估:通过了解材料的电子结构、载流子类型、浓度和迁移率等信息，可以更全面地评估材料的电性能，为电子器件和电路设计提供重要参考
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    厂商： 迈可诺技术有限公司
    品牌： 嘉仪通/JOULE YACHT
    型号： HET-3
    价格： 面议
  • 8400系列交直流霍尔效应测试系统 400-860-5168转0980
    Lake Shore 8400系列霍尔效应测量系统结合了先进的交流和直流磁场霍尔效应测量方法，应用领域十分广泛。交流磁场测量选件非常适合测量传统直流场霍尔方法难以测量的新兴材料（迁移率低于1 cm2/Vs，包括半导体和电子材料，如光伏（太阳能电池）和热电材料、新的显示材料和有机电子材料等。8400系列霍尔效应测量系统提供了一个强大的测试平台，可以根据用户具体需求进行配置，包括变温选件、高电阻和低电阻选件以及光学通道等，极大程度上满足用户的测量需求，并大大简化实验过程。主要特征 ☛ 标准直流磁场测试迁移率范围：1 ~ 106 cm2/Vs☛ 可选交流磁场选件测试迁移率低至0.001 cm2/Vs☛ 可选变温范围15 K ~ 1273 K☛ 磁场最达2.2 T☛ 标准电阻范围：0.5 mΩ~10 mΩ，可选200 GΩ☛ 低阻选件电阻低至~0.5 μΩ可测量参数直接测量参数间接测量参数♢ 直流/交流磁场♢ 霍尔系数♢ 霍尔电压♢ 霍尔迁移率♢ 电阻率♢ 磁阻♢ 欧姆检查♢ 载流子类型♢ 四线法电阻♢ 载流子浓度♢ I-V曲线设备参数84048407DCACDCAC测量参数迁移率1 ~ 1 × 106 cm2/Vs1 × 10-3 ~ 1 × 106 cm2/Vs1 ~ 1 × 106 cm2/Vs1 × 10-3 ~ 1 × 106 cm2/Vs载流子浓度8 × 102 ~ 8 × 1023 cm-38 × 102 ~ 8 × 1023 cm-3电阻率1 × 10-5 ~ 1 × 105 Ω cm1 × 10-5 ~ 1 × 105 Ω cm电学测试参数*标准电阻测试范围读数的±0.5% ± 量程的0.5% :范德堡/Hall Bar方法0.5 mΩ ~ 10 MΩ 读数的±0.075% ± 量程的0.05% : 最大阻值 5 MΩ 范德堡/Hall Bar方法：0.5 mΩ to 10 MΩ 样品电阻小于100 Ω 时，噪声基300 nV RMS ；样品电阻大于100 Ω 时，噪声基300 nV RMS读数的±0.5% ± 量程的0.5% :范德堡/Hall Bar方法 0.5 mΩ ~ 10 MΩ 读数的±0.075% ± 量程的0.05% : 最大阻值 5 MΩ 范德堡/Hall Bar方法：0.5 mΩ to 10 MΩ 样品电阻小于100 Ω 时，噪声基300 nV RMS ；样品电阻大于100 Ω 时，噪声基300 nV RMS高阻选件配置读数的±0.25% :范德堡/Hall Bar方法：10 kΩ ~50 GΩ 读数的±1.5% :最大阻值100 GΩ 读数的±5% :最大阻值200 GΩ 范德堡/Hall Bar方法：10 kΩ to 8 GΩ 样品电阻大于10 MΩ 时，噪声基＜1250 nV RMS读数的±0.25% :范德堡/Hall Bar方法：10 kΩ ~50 GΩ 读数的±1.5% :最大阻值100 GΩ 读数的±5% :最大阻值200 GΩ 范德堡/Hall Bar方法：10 kΩ to 8 GΩ 样品电阻大于10 MΩ 时，噪声基＜1250 nV RMS低阻选件配置电阻0.1Ω , 低电阻模式的本底电压噪声为5 nV；标准电阻模式的本底电压噪声为150 nV；本底噪声与测量中使用的电流无关NA电阻0.1Ω , 低电阻模式的本底电压噪声为5 nV；标准电阻模式的本底电压噪声为150 nV；本底噪声与测量中使用的电流无关NA电流±1 pA ~ ±100 mA±1 pA ~ ±100 mA恒流输出电压100 V100 V环境（磁场和温度）室温下磁场大小**(25 mm [1 in] 极头间隙)1.67 T使用标准50 mm直径极头1.35 T选用100 mm直径极头1.18 T使用标准50 mm直径极头0.95 T选用100 mm直径极头2.08 T 使用标准100 mm直径极头2.23 T 选用 50 mm直径极头1.19 T使用标准100 mm直径极头1.30 T选用 50 mm直径极头变温下磁场大小**(50 mm [2 in] 极头间隙)0.89 T使用标准50 mm直径极头0.88 T选用100 mm直径极头0.63 T使用标准50 mm直径极头0.62 T选用100 mm直径极头1.44 T使用标准100 mm直径极头 0.68 T使用标准100 mm直径极头运行交流磁场频率NA0.05 和 0.1 HzNA0.05 和 0.1 Hz样品尺寸标准 10 mm × 10 mm × 3 mm可选 50 mm直径 × 3 mm标准 10 mm × 10 mm × 3 mm可选 50 mm直径 × 3 mm系统标配温度 室温室温单点液氮模块温度77 K77 K闭循环恒温器模块温度标准闭循环恒温器：10 K (直流磁场)/15 K (交流磁场) ~ 400 K 光学型闭循环低温恒温器：10 K (直流磁场)/15 K (交流磁场) ~ 350 K高温炉模块温度室温~1,273 K 773 K时读数的±1% : 最大测试电阻1 MΩ 1,273 K时读数的±1% : 最大测试电阻1 kΩ 室温~1,273 K 773 K时读数的±1% : 最大测试电阻1 MΩ 1,273 K时读数的±1% : 最大测试电阻1 kΩ 磁体极柱直径4 英寸7 英寸极头直径标准：50 mm (2 英寸)可选：100 mm (4 英寸)标准：50 mm (2 英寸)可选：100 mm (4 英寸)极头间隙（室温工作时）25 mm (1 英寸)25 mm (1 英寸)极头间隙（变温工作时）50 mm (2 英寸)50 mm (2 英寸)磁场均匀性25 mm 极头间隙, 50 mm 直径极头: ±0.35% over 1 cm325 mm极头间隙, 100 mm直径极头: ±0.05% over 1 cm350 mm 极头间隙, 100 mm 直径极头: ±0.15% over 1 cm325 mm极头间隙, 50 mm直径极头: ±0.35% over 1 cm325 mm 极头间隙, 100 mm 直径极头: ±0.05% over 1 cm350 mm极头间隙, 100 mm 直径极头: ±0.15% over 1 cm3冷却（电磁铁和电源）标准7.6 L/min , 闭循环制冷机选件10.3 L/min标准19 L/min , 闭循环制冷机选件 23 L/min三相双极性电磁铁电源最大输出±35 V ±70 A (2.5 kW)±75 V ±135 A (9.1 kW)其他附件冷却水总功耗标准4.25 kW 加闭循环制冷机时7.45 kW标准13.4 kW 加闭循环制冷机时16.6 kW
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    厂商： QUANTUM量子科学仪器贸易（北京）有限公司
    品牌： Lake Shore
    型号： 8400系列
    价格： 面议
  • 霍尔效应测试仪 400-860-5168转3181
    霍尔效应测试仪　　霍尔效应测试仪，是用于测量半导体材料的载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数等重要参数，而这些参数是了解半导体材料电学特性必须预先掌控的，因此是理解和研究半导体器件和半导体材料电学特性必备的工具。 Hall8800霍尔效应测试仪介绍　　该仪器为性能稳定、功能强大、性价比高的霍尔效应仪,在国内高校、研究所及半导体业界拥有广泛的用户和知名度。　　主要用于量测电子材料之重要特性参数，如载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数等，薄膜或体材料均可，其原理主要依据范德堡法则　　仪器轻巧方便，易于携带，主要用于量测电子材料之重要特性参数，如载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数等，薄膜或体材料均可，其原理主要依据范德堡法则。　　除了用来判断半导体材料之型态(n或p)以外，它也可应用于LED磊晶层的质量判定，也可以用来判断在HEMT组件中二维电子气是否形成，此未还可以用于太阳能电池片的制程辅助。　　Hall8800可说是一套功能强大、应用广泛的系统，再加上平实的价格， 相信必能受到各界用户之肯定与爱用。　　目前广泛应有于半导体厂商。　　主要特点　　1、高精密度电流源　　输出电流之精确度可达2nA，如此微小之电流可用于半绝缘材料之量测，即高电阻值材料之量测。　　2、高精密度电表　　使用超高精度电表，电压量测能力可达nV等级，上限可达300V，极适合用于量测低电阻值材料。　　3、外型精简、操作简单　　外型轻巧、美观大方，磁铁组之极性更换也很灵活容易，独特之液氮容器设计，可确保低温量测之稳定性最佳。　　4、I-V曲线　　采用图表的方式，测量探针四点(A、B、C、D)间电流-电压曲线，藉此评判样品的欧姆接触好坏。　　5、单纯好用之操作画面　　使用者只需在同一张操作画面中，就可以完成所有的设定，实验结果由软件自动计算得到，并在同一张画面中显示出来，省却画面切换的麻烦，结果可同时得到体载流子浓度(Bulk Carrier Concentration)、表面载流子浓度(Sheet Carrier Concentration)、迁移率(Mobility)、电阻率(Resistivity)、霍尔系数(Hall Coefficient)、等重要实验数据。　　6、自行开发之弹簧样品夹具，特殊设计之弹簧探针，其强度加强可改善探针与接触点之电气接触，提高量测之可靠度。　　技术参数　　磁场强度：0.65T/1T 　　常温和液氮温度(77K)下测量 　　输出电流：2nA-100mA 　　迁移率(cm2/Volt-sec):1-107　　阻抗:10-6 to 107　　载流子浓度(cm-3):107 - 1021　　样品夹具：　　Hall8800弹簧样品夹具(免去制作霍尔样品的麻烦)；　　测量材料：所有半导体材料包括Si,ZnO,SiGe,SiC,GaAs,InGaAs,InP,GaN(N型&P型均可测量)　　仪器尺寸(WxDxH)：260*220*180 mm　　仪器重量：6kg
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    厂商： 上海瞬渺光电技术有限公司
    品牌： 未知
    型号： Hall8800
    价格： 3,463.53万元
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  • 半导体情报，科学家首次在量子霍尔绝缘体中发现奇异的非线性霍尔效应！
    【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
    时间： 2024-08-21
    作者： 仪器 Go
  • 中国科学家首次发现量子反常霍尔效应 影响重大
    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)
    时间： 2013-04-11
    作者： xdliu
  • 仪器新应用，科学家首次揭示双层石墨烯中的分数量子霍尔效应！
    【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
    时间： 2024-08-21
    作者： 仪器 Go
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  • 霍尔效应测试仪 ITO 薄膜测试案例

    样品: ITO 氧化铟锡, 标记为 ITO1, ITO2, ITO3样品薄膜厚度: 60 - 100 nm样品尺寸: 10 * 10 mm实验内容: 载流子浓度, 类型, 霍尔迁移率, 方块电阻 实验仪器: 上海伯东英国 NanoMagnetics ezHEMS [url=http://www.hakuto-vacuum.cn/product-list.php?sid=131][color=#0000ff]霍尔效应测试仪[/color][/url]测试温度和磁场温度: 300K RT 1 Tesla[color=#ff0000]* 在测试开始前, 仪器均经过标准样品校验. 所有样品根据 ASTM 标准.[/color][b][color=#000000]样品 ITO1 测试结果:[/color][color=#000000]I-V 测量结果[img=霍尔效应测试仪 ITO 薄膜]http://www.hakuto-vacuum.cn/hakuto_upfile/images/ITO-nano.jpg[/img][/color][/b][color=#000000][b]VdP 测量结果[/b][/color][color=#000000] 测量头类型: RT Head 磁场: 9677G 厚度: 80nm[img=霍尔效应测试仪 ITO 薄膜]http://www.hakuto-vacuum.cn/hakuto_upfile/images/ITO-vdp.jpg[/img][/color][b]部分测试结论:[/b]1. 得到的电阻值彼此相容.2. 所有的IV 曲线都是线性的3. 所有样本都是欧姆的,统一的,均匀的.4. Van der Pauw 测试为了保证准确性, 测试了2次, 测试结果是相同的. ...[color=#ff0000]* 鉴于信息保密, 更详细的霍尔效应测试案例欢迎联络上海伯东[/color]

  • 我科学家首次发现量子反常霍尔效应

    美妙之处或可加速推进信息技术进步的进程 新华社北京3月15日电 （记者李江涛）由清华大学薛其坤院士领衔，清华大学、中科院物理所和斯坦福大学研究人员联合组成的团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破，他们从实验中首次观测到量子反常霍尔效应，这是我国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象，也是物理学领域基础研究的一项重要科学发现。 该成果于北京时间3月15日凌晨在美国《科学》杂志在线发表。 据介绍，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。在一个通有电流的导体中，如果施加一个垂直于电流方向的磁场，由于洛伦兹力的作用，电子的运动轨迹将产生偏转，从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压，这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。而在磁性材料中不加外磁场也可以观测到霍尔效应，这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的，因此是一类新的重要物理效应。 量子霍尔效应之所以如此重要，一方面是由于它们体现了二维电子系统在低温强磁场的极端条件下的奇妙量子行为，另一方面这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊的作用，可用于制备低能耗的高速电子器件。 例如，如果把量子霍尔效应引入计算机芯片，将会克服电脑的发热和能量耗散问题。然而由于量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，因此至今为止它还没有特别大的实用价值，因为要产生所需的磁场不但价格昂贵，而且其体积庞大（衣柜大小），也不适合于个人电脑和便携式计算机。 据了解，量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场，因此，这项研究成果将会推动新一代的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进步的进程。

  • “量子反常霍尔效应”离诺贝尔物理奖有多近?

    我国科学家首次发现“量子反常霍尔效应”这一科研成果离诺贝尔物理奖有多近2013年04月11日 来源： 中国科技网 作者： 林莉君 李大庆 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130410/051365597244421_change_wtt3427_b.jpg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 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130410/051365597244437_change_wtt3428_b.jpg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 “这个研究成果是从中国实验室里，第一次发表出来了诺贝尔物理奖级别的论文，这不仅是清华大学、中科院的喜事，也是整个国家发展中喜事。”4月10日，诺贝尔物理奖得主、清华大学高等研究院名誉院长杨振宁教授高度评价了我国科学家的重大发现——量子反常霍尔效应。 由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。美国《科学》杂志于3月14日在线发表这一研究成果。由于此前和量子霍尔效应有关的科研成果已经3获诺贝尔奖，学术界很多人士对这项“可能是量子霍尔效应家族最后一个重要成员”的研究给予了极高的关注和期望。那么什么是量子反常霍尔效应？对它的研究为什么引起世界各国科学家的兴趣？它的发现有什么重大意义？ 重要性 突破摩尔定律瓶颈 加速推动信息技术革命进程 在认识量子反常霍尔效应之前，让我们先来了解一下量子霍尔效应。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重要、最基本的量子效应之一。它的应用前景非常广泛。 薛其坤院士举了个简单的例子：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。”薛其坤打了个形象的比喻。 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。”薛其坤说，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。 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。2006年, 美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应，并于2008年指出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。2010年，我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作，提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。这个方案引起了国际学术界的广泛关注。德国、美国、日本等有多个世界一流的研究组沿着这个思路在实验上寻找量子反常霍尔效应，但一直没有取得突破。 薛其坤团队经过近4年的研究，生长测量了1000多个样品。最终，他们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观测到了量子反常霍尔效应。 “量子反常霍尔效应可在未来解决摩尔定律瓶颈问题，它发现或将带来下一次信息技术革命，我国科学家为国家争夺了这场信息革命中的战略制高点。”拓扑绝缘体领域的开创者之一、清华大学“千人计划”张首晟教授说。 创新性 让实验材料同时具备“速度、高度和灵巧度” 从美国物理学家霍尔丹于1988年提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，到我国科学家为这一预言画上完美句号，中间经过了20多年。课题组成员、中科院物理所副研究员何珂告诉记者：“量子反常霍尔效应实现非常困难，需要精准的材料设计、制备与调控。尽管多年来各国科学家提出几种不同的实现途径，但所需的材料和结构非常难以制备，因此在实验上进展缓慢。” “这就如同要求一个运动员同时具有刘翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的灵巧度。在实际的材料中实现以上任何一点都具有相当大的难度，而要同时满足这三点对实验物理学家来讲是一个巨大的挑战。”课题组成员、清华大学王亚愚教授这样描述实验对材料要求的苛刻程度。 实验中，材料必须具有铁磁性从而存在反常霍尔效应；材料的能带结构必须具有拓扑特性从而具有导电的一维边缘态，即一维导电通道；材料的体内必须为绝缘态从而对导电没有任何贡献，只有一维边缘态参与导电。 2010年，课题组完成了对1纳米到6纳米（头发丝粗细的万分之一）厚度薄膜的生长和输运测量，得到了系统的结果，从而使得准二维超薄膜的生长测量成为可能。 2011年，课题组实现了对拓扑绝缘体能带结构的精密调控，使得其体材料成为真正的绝缘体，去除了其对输运性质的影响。 2012年初，课题组在准二维、体绝缘的拓扑绝缘体中实现了自发长程铁磁性，并利用外加栅极电压对其电子结构进行原位精密调控。 2012年10月，课题组终于发现在一定的外加栅极电压范围内，此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值h/e2—25800欧姆——世界难题得以攻克。 课题组克服薄膜生长、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，最终为这一物理现象的实现画上了完美的句号。 “下一步我们主要的努力方向是全面测量材料在极低温下的电子结构和输运性质，寻找更好的材料体系，在更高的温度下实现这一效应。那时，也许我们能对其应用前景作更好的判断。”王亚愚告诉记者。 外界评说 这是凝聚态物理界一项里程碑式的工作 “实验成果出来以后，量子霍尔效应的发现者给我发了一封邮件。他写道：我深信拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应是科学王冠上的明星。”张首晟向记者展示了这封邮件。 《科学》杂志的一位审稿人说：“这项工作毫无疑问地证实了与普通量子霍尔效应不同来源的单通道边缘态的存在。我认为这是凝聚态物理学一项非常重要的成就。”另一位审稿人说：“这篇文章结束了多年来对无朗道能级的量子霍尔效应的探寻。这是一篇里程碑式的文章。” 延伸阅读 霍尔效应与反常霍尔效应 霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的一个物理效应。在一个通有电流的导体中，如果施加一个垂直于电流方向的磁场，由于洛伦兹力的作用，电子的运动轨迹将产生偏转，从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压，这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。产生的横向电压被称为霍尔电压，霍尔电压与施加的电流之比则被称为霍尔电阻。由于洛伦兹力的大小与磁场成正比，所以霍尔电阻也与磁场成线性变化关系。 1880年，霍尔在研究磁性金属的霍尔效应时发现，即使不加外磁场也可以观测到霍尔效应，这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同，因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转。反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的，因此是一类新的重要物理效应。 量子霍尔效应的相关研究已3次获得诺贝尔奖 量子霍尔效应在凝聚态物理的研究中占据着极其重要的地位。它就像一个富矿，一代又一代科学家为之着迷和献身，他们的成就也多次获得诺贝尔物理奖。 1985年，诺贝尔物理奖颁给了德国科学家冯·克利青，他于1980年发现了整数量子霍尔效应。 1998年，诺贝尔物理奖颁给了美国科学家：美籍华人物理学家崔琦以及施特默、劳弗林。前两人于1982年发现了分数量子霍尔效应，而后者则对这一效应进一步给出了理论解释。 2010年，诺贝尔物理奖颁给了英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。他们俩在2005年发现了石墨烯中的半整数量子霍尔效应。 此外，量子化自旋霍尔效应于2007年被发现，2010年获得欧洲物理奖，2012年获得美国物理学会巴克利奖。（记者 林莉君 李大庆） 《科技日报》（2013-04-11

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