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當(dāng)電流垂直于外磁場通過半導(dǎo)體時(shí)，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場，從而在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)。

而霍爾效應(yīng)已廣泛應(yīng)用到我們的生活中，比如已在汽車上廣泛應(yīng)用的霍爾器件（汽車點(diǎn)火系統(tǒng)中的應(yīng)用、用作汽車開關(guān)電路上的功率霍爾電路、ABS系統(tǒng)中的速度傳感器等等）。

在霍爾效應(yīng)發(fā)現(xiàn)百年后，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了量子霍爾效應(yīng)。量子霍爾效應(yīng)在凝體物理研究里占據(jù)著極其重要的地位。整數(shù)量子霍爾效應(yīng)、分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)、半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)相繼獲得諾貝爾獎，一代一代的科學(xué)家為之著迷與獻(xiàn)身。

量子霍爾效應(yīng)家族中神秘的成員，量子反常霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)（不需要外加磁場的量子霍爾效應(yīng)）將帶來世界芯片技術(shù)的革命。

2009年中國華人物理學(xué)家張首晟教授在內(nèi)的科學(xué)家，在理論上預(yù)言了一種叫做拓?fù)浣^緣體的新的材料，這是材料物理領(lǐng)域的一個(gè)重大進(jìn)展。自此中國科學(xué)院院士薛其坤帶領(lǐng)由中科院物理研究所和清華大學(xué)物理系組成的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)向量子反常霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)發(fā)起沖擊。2013年，薛其坤領(lǐng)銜、清華大學(xué)物理系和中科院物理所聯(lián)合組成的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，首次在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)量子反?；魻栃?yīng)。

量子反常霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，有可能利用其無耗散的邊緣態(tài)發(fā)展新一代的低能耗晶體管和電子學(xué)器件，有望解決計(jì)算機(jī)發(fā)熱問題和摩爾定律的瓶頸問題，為半導(dǎo)體工業(yè)帶來又一次的革命。這些效應(yīng)可能在未來電子器件中發(fā)揮特殊作用，無需高強(qiáng)磁場，就可以制備低能耗的高速電子器件，例如極低能耗的芯片，個(gè)人電腦可能在未來進(jìn)行脫胎換骨。