Hiệu ứng Hall dị thường lượng tử (QAHE) có những ưu điểm đặc biệt trong các ứng dụng điện tử hàng đầu, nhưng việc hiện thực hóa QAHE với các đặc tính từ tính và cấu trúc liên kết có thể điều chỉnh để xây dựng các thiết bị chức năng vẫn là một thách thức khoa học quan trọng. Thông qua các tính toán nguyên tắc đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã dự đoán một loại vật liệu có thể đáp ứng các yêu cầu này.
Công trình liên quan gần đây đã được xuất bản trên tạp chí Tạp chí khoa học quốc gia với tiêu đề “Hiệu ứng Hall dị thường lượng tử có thể điều chỉnh được trong các cấu trúc dị thể sắt từ van der Waals.”
Giáo sư Wenhui Duan và Yong Xu từ Khoa Vật lý của Đại học Thanh Hoa là đồng tác giả của bài báo. Postdoc Feng Xue, liên kết với cả Khoa Vật lý tại Đại học Thanh Hoa và Viện Khoa học Thông tin Lượng tử Bắc Kinh, là tác giả đầu tiên.
Các đồng tác giả khác bao gồm Giáo sư Ruqian Wu từ Đại học California, Irvine, Giáo sư Ke He từ Đại học Thanh Hoa, Phó Giáo sư Yusheng Hou từ Đại học Tôn Trung Sơn, nghiên cứu sinh tiến sĩ Zhe Wang từ Đại học Fudan và nghiên cứu sinh tiến sĩ Qiming Xu từ Đại học Thanh Hoa. .
Hiệu ứng Hall dị thường lượng tử là một hiện tượng tôpô được đặc trưng bởi sự xuất hiện của độ dẫn Hall được lượng tử hóa mà không có từ trường bên ngoài, có tiềm năng đáng kể cho các thiết bị điện tử thế hệ tiếp theo. Thông qua các tính toán nguyên tắc đầu tiên có hệ thống, nhóm nghiên cứu dự đoán rằng QAHE gây ra bởi cả từ hóa trong và ngoài mặt phẳng có thể đạt được trong một hệ thống vật liệu duy nhất bao gồm van der Waals kết hợp Bi và MnBi.2Te4 đơn lớp.
Bằng cách tác dụng biến dạng, từ trường hoặc xoắn vật liệu, có thể tạo ra những thay đổi đáng kể về tính chất từ tính và cấu trúc liên kết của hệ thống, dẫn đến trạng thái QAHE có khả năng điều chỉnh cao. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp nền tảng vật liệu thực tế cho thiết bị điện tử tôpô mà còn mở ra những con đường mới để khám phá thêm về mặt lý thuyết và thực nghiệm về hiệu ứng Hall dị thường lượng tử.