量子反常霍尔效应＋高温超导：小电子的大未来

□记者 孙琪 北京报道

量子霍尔效应、高温超导——这些看似离我们日常生活很遥远的物理学，其实却藏在我们的生活中，每一次革新和进步，也藏在我们的未来里。

在前段时间举行的未来科学大奖首届颁奖典礼上，中国科学院院士、清华大学教授薛其坤因其在利用分子束外延技术对奇特量子现象的研究中取得了突破性发现，荣获“未来科学大奖·物质科学奖”。

此次获奖，被认为是薛其坤和他的研究团队不断攻坚克难的结果：首次在实验中观测到了量子反常霍尔效应，用1985年诺贝尔物理学奖获得者克劳斯·冯·克利青（Klaus von Klitzing）的话来说，此举“为霍尔效应家族的栅栏镶嵌上了最后一块木板”。除此之外，薛其坤团队还首先实现了单层硒化铁薄膜中的界面超导增强效应，为高温超导家族“再添新丁”。

时至今日，量子霍尔效应和高温超导研究仍然是物理学中极具“人气”的研究领域。量子霍尔效应和高温超导的研究已经活跃了三十多年。前者直接启发了人们对拓扑物态的认识和探索，而关于高温超导的机理研究仍然是物理学中的核心问题。这两个领域从属的凝聚态物理相关学科，正在中国大学将近半数的物理学教研人员手中不断寻求着突破和进步。

清华大学书记陈旭说，“凝聚态物理在中国经历了显著的发展，成为中国最具竞争力的研究学科之一。其中，拓扑绝缘体、高温超导、自旋电子学和强关联系统是四个非常重要的领域。目前，中国的物理学家们在其中发挥着重要的作用。”

这些突破对人们的生活有什么作用？谈起这个问题，薛其坤提到了一个生动的例子：国际上运行最快的计算机“神威·太湖之光”超级计算机，其每秒浮点运算速度为9.3亿亿次，性能强大。“但是计算机运行需要面临的一个问题就是，它会发热，需要每天制冷给机器‘降温’，而所消耗的电量为12万度，是整个清华大学每天消耗电量的3倍。”

这就意味着，因为电阻发热问题，我们在无形中损失了大量能耗。据统计，2015年全球供电量约20万亿度，其中的损耗就约1.16万亿度。“在电器化时代的100多年中，科学家、工程师的目标一直在为节约更多能源、让人类的生活更加绿色而努力。”薛其坤说。

薛其坤的研究，被认为是为新型高温超导材料的探索指明了方向。

方向在哪里？“能够让手机待机时间更长，同样大小的电机，能够让轮船航行更远。让人类看到更远的星辰，航行到更远的大海，现在是第一步。”薛其坤说。

松下推出透明屏幕

打造“毫无存在感的电视机”

日前，有日本媒体报道称，松下开发出了对比度达到以往产品5倍以上的透明屏幕。据悉，该透明屏幕在两块玻璃中间夹入了特殊调光薄膜，通过实施电压使光的扩散度和着色度发生变化，施加电压时屏幕变为透明状态，切断电压时变为透射型屏幕。

另外，该透明屏幕还可利用屏幕的控制器控制照明，在屏幕播放影像时熄灭内部照明，而屏幕透明时则点亮照明，可看清内部的样子。

松下AVC网络公司创新中心设计解决方案开发部开发三课主任技师山下武彦介绍说：“此次透明屏幕的开发契机源于我们公司电视事务部提出的要求。电视机在不看时没什么用处，因此电视事业部希望尽可能消除其存在感。”

松下设想将该透明屏幕用于展示橱窗的商品宣传以及娱乐设施等领域，目前正在相关场所开展试验。（韩晶晶 编译）