薛其坤:挑落欧姆定律的量子现象和应用展望
理解未来科学讲座     2016.10.15     关键词:薛其坤、欧姆定律、量子
演讲稿
讲者简介


薛其坤


薛其坤,1963年12月出生于山东省蒙阴县。1984年毕业于山东大学光学系激光专业,1994年在中国科学院物理研究所获得博士学位。1992年至1999年先后在日本东北大学金属材料研究所和美国北卡莱罗纳州立大学物理系学习和工作。1999年至2005年任中国科学院物理研究所研究员,1999年至2005年任表面物理国家重点实验室主任。2005年起任清华大学物理系教授,同年11月被增选中国科学院院士。2010年至2013年任清华大学理学院院长、物理系主任,2011年至2016年任低维量子物理国家重点实验室主任。目前是清华大学分管科研的副校长,任国家自然科学基金会委员、教育部科技委常务副主任。他是国际著名期刊Physics Review B、Applied Physics Letters、Surface Science Reports、Journal of Applied Physics和AIP Advances等的编委。


薛其坤的研究方向是量子物理,是当前我国在物理学领域最杰出科学家。2013年他首次从实验上发现“量子反常霍尔效应”,这是建国以来中国物理学家发现的第一个重要物理效应,被2016年诺贝尔物理奖评奖委员会列入该领域过去三十年最重要的实验成果。2012年发现液氮温区高温超导,是高温超导领域过去三十年最重要的突破之一。他曾获得第三世界科学院物理奖(2010)、求是杰出科学家奖(2014)、何梁何利科学与技术成就奖(2014)和首届未来科学大奖-物质科学奖(2016),是首批科学家工作室入选者。


薛其坤院士近两年继续引领量子反常霍尔效应和界面高温超导领域的研究,他的团队通过对磁性拓扑绝缘体的系统研究,深入理解了量子反常霍尔效应发生的物理机制,将量子反常效应实现温度提高10倍以上。他们还在氧化物高温超导的分子束外延生长和机理研究方面取得突破,对长期以来铜氧化物高温超导体d波电子配对的观点提出了严重的挑战,在国际学术界引起了广泛关注。



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摘要
在通常的导电材料中,电流和电压成正比,比值就是这个材料的电阻,这就是人们熟知的欧姆定律。欧姆定律同时意味着电流的传输会产生热,产生的热量正比于电阻以及电流的平方。电流会浪费无用的热甚至产生有害的热,目前整个微电子产业都面临着发热的瓶颈问题。但是,在超导和量子霍尔效应这两个奇异的量子现象中,发热问题可以被完全避免,也就是说欧姆定律可以被完全违反。这无疑将为人类社会带来巨大的应用前景。