“天使粒子”马约拉纳费米子：物理学家 80 年的苦寻之路(14)
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 。 这是首次在实验上发现量子反常霍尔效应 。 这项成果具有极为重大的意义 ， 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 ， 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 。 凭借这项发现薛其坤获得了2018年度国家自然科学奖项中唯一的一等奖 。
在薛其坤发现了量子反常霍尔效应之后 ， 张首晟敏锐地发现了量子反常霍尔效应与马约拉纳粒子存在关联 ， 他把突破口转向凝聚态物理 。 因为在量子反常霍尔效应实验中 ， 随着调节外磁场 ， 反常量子霍尔效应薄膜呈现出量子平台 ， 对应着1、0、-1倍基本电阻单位e2/ h 。 也就是说 ， 量子世界里的电阻是量子化的 ， 它只能整数倍地跳台阶 。
张首晟
这给了张首晟一个灵感：马约拉纳粒子是通常粒子的一半 ， 既然通常的粒子按整数跳 ， 马约拉纳粒子或许就是按半整数跳——它一定会呈现出一个奇特的“1/2台阶” 。
