前天，中国2018年度国家科技奖励大会在北京举行，获奖人员当中，除了获得2018年度国家最高科学技术奖——特等奖的刘永坦院士和钱工虎院士，成为最闪耀的巨星之外，还有一位获得本年度国家自然科学奖项中唯一一等奖的薛其坤教授吸引了众多的目光。
薛其坤院士介绍“量子反常霍尔效应的实验发现”
中国科学院院士、清华大学副校长薛其坤教授领导的清华大学、中科院物理研究所实验团队完成的“量子反常霍尔效应的实验发现”项目，在获得国家奖项之前，该项究成果论文就被杨振宁赞誉为“这是第一次从中国实验室里发表的诺贝尔奖级的物理学论文”。
这项被高度赞美的研究到底是什么？它又有什么重大的意义呢？
1.什么是量子霍尔效应？量子反常霍尔效应又是什么？
量子霍尔效应是由德国科学家在1980年发现的一种量子效应，它是凝聚态物理学领域中最重要、最基本的量子效应之一。
在导体当中，内部电子无时不刻在杂乱无章的运动着。当我们在它两端通电时，电子会从一端流入，另一端流出，但是这块导体内部的电子还是杂乱的动着。此时的导体就像一个停车场，入口和出口的车辆都都得到有序控制，停车场内部却混乱不堪，内部的工作效率极低，内耗非常严重。
这时，给这块导体外部施加一个磁场，迫使导体内部的电子都跑到一边，形成积累电荷。就如停车场内部加强了管理，所有车辆都只能有序的排到一边，如此一来，停车场内部的运作就会非常高效，这就是量子霍尔效应。
在这种效应的作用下，导体内部因电子无序运动产生的发热、损耗和速度下降的问题将极大的得到改善。
但是，量子霍尔效应需要非常强的磁场才能实现，如果一台计算机要用量子霍尔效应来节能降热，需要外加10个计算机这么大的磁铁才行，这不但不方便而且价格也将变得非常高。
这个问题，在1988年，美国物理学家霍尔丹就预言可能存在不需要外加磁场的量子霍尔效应，这种效应就被称作“量子反常霍尔效应”。
2.量子反常霍尔效应研究历史
量子反常霍尔效应自提出之后，就不断有理论物理学家提出了各种方案，但是在实验上却没有取得任何进展。
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。
2009年，薛其坤领导的实验团队对量子反常霍尔效应的实验进行攻关。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。通过这种方法，他们生长出了1000多个样品，终于在2012年底，团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。
3.这一发现的重大意义
这一发现将对信息技术的进步产生重大影响，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》杂志的匿名评审则给出了这样的评价，“这篇文章结束了对量子反常霍尔效应多年的探寻，这是一项里程碑式的工作。我祝贺文章作者们在拓扑绝缘体研究中作出的重大突破。”
对于一直在材料学落后的中国来说，此项进展尤其值得大书特书。
众所周知，限于材料的性能，我国的航空发动机、战斗机隐身材料、航母甲板、重型机械轴承等都长期受制于国外而不能快速发展。
薛其坤带领的研究团队
在这一材料上的突破，说明我们在材料学上的薄弱环节正在逐步得到改善，基础数据不断得到积累，只有这些基础的研究得到了沉淀，新材料的研制才能不断取得成绩。可以预见不久的将来，与基础材料相关的新成果，将会在我国逐渐井喷出来。
这也是特朗普先生不愿意看到的，因而他们会更加露骨的全方面打击我们，大家一定要做好思想准备哦！