我国首先发现反常霍尔效应，将大幅度提升雷达性能

中国的雷达技术中有一点和美国差距明显，那就是因为电子元件材料和工艺的差距，在电磁波和电流传输过程中，将会产生更大的电阻，散发更多的热量。这样就导致了能量利用率的降低，我国必须用更大的电源和更多的雷达元件才能够达到美国同等雷达的水平，这在实战中表现出来的是其重量大大增加。

如果作为机载雷达装载飞机上，将会使得飞机机动性下降严重，如果作为地面雷达使用，则会降低其机动性，让其受到反辐射导弹的威胁更大。想在传统材料工艺上与美国一步步追赶，则只能限于亦步亦趋的地步，而如果有一项新的技术突破实现“弯道超车”就再好不过了。

清华大学的薛其申院士的凝聚态物理团队就实现了这一超越，他们首先发现了反常霍尔效应，实现了世界上的首次突破。

一般物体中的电子都处于复杂的布朗运动状态，毫无规律，即使通上电流时，这种状态一般也不会被改善。只有很长的电子是沿着磁场规律运动的，电子的无规律运动和互相碰撞导致了电场能量被大部分的浪费掉。

但如果给这个道题施加一个垂直于电场方向的磁场，那么由于洛伦兹力的影响，电子就会倾向于规律运动，磁场越大，运动越规律，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应，大大减少电子运动的阻力。

但要做到霍尔效应，需要极强的磁场，一块小导体要差不多一个人高，1米直径大的磁场器件，这在实际运用中就无法做到了，于是科学家们设想有没有一种物体，可以在没有外加磁场的情况下也出现霍尔效应呢？

在发现霍尔效应以后人们发现了电流和磁矩之间的自旋轨道耦合相互作用也可以导致的霍尔效应。只要破坏时间反演对称性这种霍尔效应就可以存在，称为反常霍尔效应。如果能够在实验室观察到某种材料可以做到，那么这个成果将对世界电子产品产生革命性的影响。

世界科学们为此做出了不断的努力，想要摘得这颗凝聚态物理科学皇冠上的明珠，而清华大学的薛其坤院士在2013年终于第一个完成了对于该反常霍尔效应的观测。他们利用自制的极其精密的科学仪器做出了精度极高的新材料，生长和测量了1000多个样品，利用分子束外延的方法生长了高质量的磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜，将其制备成输运器件并在极低温环境下对其磁电阻和反常霍尔效应进行了精密测量。

他终于发现在一定的外加栅极电压范围内，此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值h/e2~25800欧姆，从而观察到了这一现象，为人类运用反霍尔效应打开了大门，而同一时期的美国和日本科学家都没有成功做到这一点。

该材料一旦生产运用，将会使得我国电子产品的效率大大提高，从而极大的降低雷达元器件能耗，实现对美国同类产品的全面超越，这对今后的双方军事对抗起到决定性作用。我们的科学家一只在不断攻关，只是基础研究领域取得成果相对较慢，但这并不代表他们没有在为我国的科技事业进行着孜孜不倦的努力。此外，应用研究可短期获得成果，而基础研究则寒窗十年也不一定能取得突破，后者对提升我国科技水平具有不可估量的巨大作用。

薛其申院士，是中华民族在科技领域脊梁的代表。

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