从理论物理学家安德森“more is different”的观点提出以来，人们越来越多地意识到多体系统中可以出现丰富的、与单个粒子性质不同的新物理规律。在二维自由电子系统中，大量相互作用的二维电子构成一个强关联体系。在特定条件下，系统哈密顿算符中的电子间长程库伦相互作用主导了系统的物理性质。这是一个无参数的理论问题，也是一个无法微扰处理的问题。多体问题的复杂和有趣在这里体现得淋漓尽致：携带单位电荷的一群电子可以产生携带小于单位电荷的准粒子。 极低温强磁场中的超高迁移率二维电子气可以出现分数量子霍尔效应。奇数分母的分数量子霍尔态有唯一的基态：复合费米子的整数量子霍尔效应或复合玻色子的玻色爱因斯坦凝聚。单层二维电子气中填充因子为5/2的分数态是罕有的偶数分母态的例子，它可能对应了p波配对的复合费米子，拥有拓扑保护的多简并基态波函数，其准粒子可能服从非阿贝尔统计。5/2态是第一个被认为可以用于拓扑量子计算的实验体系。3/2填充因子处，原有的实验结果和理论框架支持复合费米子海的解释，即不存在3/2分数态，也不应该存在分数量子霍尔平台。图：不同门电压条件下的磁场依赖关系，随着门电压改变局域条件，5/3的量子霍尔平台逐渐演变为令人意外的3/2平台。[Nature Communications 10, 4351 (2019)] 量子材料科学中心于2016年观测到了3/2偶数分母分数量子霍尔平台，该工作于2017年10月投稿，2019年9月26日在线发表于《自然.通讯》（https://doi.org/10.1038/s41467-019-12245-y）。林熙课题组的付海龙（2017年毕业，现为Penn State University校级荣誉Eberly Research Fellow）为此现象的观测者，二维电子气样品由普林斯顿大学L. N. Pfeiffer提供。实验发现，3/2平台的量子化程度高达0.02%，只在二维电子气被局域的特定条件下出现，这意味着带合适边界条件的多体体系可能有与无边界条件时不一样的量子态存在。 当局域结构中形成3/2平台时，局域结构外是5/3分数态，所以1/6量子电导被反射了。1/6的量子电导不属于通常理论框架下的任何边界态，所以它的出现可能预示着新的边界态以及新的准粒子的出现。量子中心的谢心澄老师和他的学生吴宜家对此给出理论分析，提出隧穿强度的变化在局域结构附近引起拓扑相变，从而导致分数电荷的再次量子化。5/3分数态的准粒子携带的电荷是e/3，1/6电导的出现可能是5/3态的准粒子继续1/2量子化的结果，所以理论预言了一个携带e/6分数电荷的新激发。

超高的迁移率、超低载流子浓度，以及单个费米口袋特性是整个实验成功的关键所在。他们研究了多种高品质的ZrTe5晶体，该材料在2014年被中科院物理所翁红明、戴希和方忠等人预测可能具有非平庸的拓扑性。在低温和小磁场条件下，通过量子振荡输运测量和分析手段，可以重构出一个非常清晰的闭合费米面拓扑结构。这种封闭的三维费米面可以与准二维体系明确分开，在量子极限

要实现三维量子霍尔效应，就需要达到所谓的极端量子极限条件（Extreme Quantum Limit）。这个实验条件要求异常苛刻，如果选用常用的金属铜块作为研究对象，要施加超过3000特斯拉的磁场才能进入极端量子极限态，而这是当前的实验条件无法提供的。因此，三维量子霍尔效应方向的研究一度处于几乎停顿的状态。 为了满足这项苛刻的条件，张立源团队巧妙地选用了高品质的五碲化锆（ZrTe5）晶

由南方科技大学和中国科学技术大学共同完成的题为“Three-dimensional quantum Hall effect and metal-insulator transition in ZrTe5”的研究论文，实验证实了哈佛大学理论物理学家Bertrand Halperin在1987年给出的关于三维电子气体系中量子霍尔效应的理论预测。南科大物

卢海舟和谢心澄课题组在拓扑半金属中利用费米弧和“虫洞隧穿”构成的Weyl轨道，提出了一种新的三维量子霍尔效应机制。拓扑半金属是拓扑物相的新成员，具有拓扑保护的表面态，被称作费米弧 (如图4所示)。费米弧是拓扑半金属拓扑保护的表面态的费米面。在拓扑Weyl半金属中，有4个面可以有拓扑保护的表面态。由于拓扑约束的原因，每个面的表面态只是半个二维电子气。相对的上下表面的费米弧电子气可以通过Weyl点连接起来，组成一个完整的二维电子气，这是非常奇异的物相。 既然费米弧也是一种二维电子气，它们是否可以有量子霍尔效应？要研究这个问题，首先要明白什么是形成量子霍尔效应的关键，那就是电子的回旋运动 (如图3左图所示)。电子回旋运动的量子力学描述等价于谐振子，因此会形成等间距的朗道能级。朗道能级在边界发生能量畸变，才会有边界态提供无耗散的电子输运和量子霍尔化电导，即量子霍尔效应。 目前，已经有多个拓扑半金属实验观察到霍尔电阻的量子化平台。这种新奇的三维量子霍尔效应的研究才刚刚开始。直接观测到如图8所示的奇异边界态分布将是未来的一个挑战方向。  

本项目开发了一种量子保密通信保障信息传输安全条件下的量子安全云智慧考场作弊防控新技术，并成功地开发了量子安全云智慧侦测器屏蔽、量子安全侦测等终端产品， 所开发完成的量子安全云智慧考场技防平台，确保考试安全和公平公正”的明确指示，针对当前无线电作弊的现状和未来趋势，实施有效的考场电子防卫。该系统侦测范围涵盖当前已知的几乎所有无线电作弊设备（包括语音通信、字符通信以及手机/对讲机等），兼具实时侦测、作弊信号识别、作弊信号内容探测、作弊信号还原取证、对作弊信号实施阻断等多种能力。功能全面强大，易于部署，且能够接入考务综合管理平台，通过数据接口链接支持与巡查指挥等其他系统的互联互通和协同工作，是目前业内最先进最完整的高科技作弊防控解决方案。 

在应变的InAs/GaInSb量子阱中，量子阱中的应力使其能带发生改变，从而使得体态杂化能隙得以增大，这直接导致了边缘态电子费米速度的增加，因而螺旋边缘态中的相互作用效应变弱。实验上测量得到的边缘态电导以及其对外加磁场的响应清楚地表明该系统中的量子自旋霍尔态是一种Z2拓扑绝缘体，其性质受到时间反演对称性的保护。而且，InAs/GaInSb量子阱中螺旋边缘态的相干长度最长可达10微米以上，远大于之前所有有关量子自旋霍尔态研究工作中报道的数值。另外，螺旋边缘态的相干长度还可以被栅极调节，这显示了边缘态电导与边缘态电子费米速度，也即边缘态相互作用强度密切相关。

产品详细介绍霍尔效应测量系统 测试霍尔效应、磁阻、I-V等特性的全自动化测试系统。选取了美国Keithley的电测量仪表，磁场根据用户需要采用电磁铁和无液氦超导磁体，配备灵巧的测量样品杆，加上全自动化的专用测试软件，能让用户快速方便地进行样品测试，并获得准确可靠的数据。 ET9000电输运系统基本配置组成：一、测量仪表部分    标准系统： 美国Keithley公司的2400电流表、2700万用表、7709矩阵卡以及接口适配器和GPIB电缆等。    高阻系统：美国Keithley公司的6220电流表、 2182A 纳伏表、6485皮安计、 6514静电计、7001开关盒、7152矩阵卡以及相应的连接电缆、接口适配器和GPIB电缆等。二、磁场组成部分    电磁铁系统：    Mini电磁铁+ HP1型高稳定性双极电磁铁电源，高斯计    EM5电磁铁+7050型高稳定性双极电磁铁电源，高斯计及水冷系统    EM7电磁铁+9060型高稳定性双极电磁铁电源，高斯计及水冷系统    EM10电磁铁+65135型高稳定性双极电磁铁电源，高斯计及水冷系统    超导磁体系统：英国Cryogenic公司5T～18T无液氦超导磁体系统， 水冷系统三、系统辅助部分    测试总成：包括样品杆及支架总成、 样品盒模块、样品卡和连接测试电缆等；    仪表安装柜、高性能电脑和液晶显示器；    东方晨景电输运性质测量专用软件；    安装和操作使用手册等。

研究表明，陈绝缘体可以通过磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜获得，但是这种方法产生稳定的长程铁磁序比较困难，而且产生的体能隙也比较小，导致可观测温度极低（30-100 mK）。刘奇航课题组及其合作者通过研究本征的层状磁性拓扑材料Mn-Bi-Te家族（MnBi

JH50变温教学霍尔测试系统 概述： 本系统由JH50变温教学霍尔测试系统、TESK301控温仪、液氮恒温器和转向磁体四个部分组成，可完成在不同温度条件下测量霍尔片样品霍尔效应的教学实验。该系统可与计算机连接，配合相应的软件实现计算机实时数据采集，也可配合我公司其他设备使用。变温教学霍尔测试系统霍尔效应教学实验仪器  本仪器系统由可换向永磁磁铁、T9015W变温恒温器、TESK301控温仪、JH10霍尔效应仪等组成。本仪器用于霍尔效应及其应用、载流子类型、载流子类型转变的演示和学生实验。也可使用恒温器内预留的样品引线，安装上用户样品，用于科学研究；例如变温磁阻、超导、电阻温度特性、变温光电或变温磁光（需另购带光学窗口的尾套）等。具有用途广、造价低、使用方便等特点。为本仪器系统专门研制的JH10霍尔效应仪(以下简称JH10表)将恒流源、四位半微伏表及霍尔测量中复杂的切换继电器——开关组合成一体，大大减化了实验的连线与操作。JH10还可单独做四位半数显恒流源和微伏表使用。 变温教学霍尔测试系统霍尔效应教学实验仪器  主要技术指标： 磁    场：大于3900高斯 样品电流：10纳安～199.99毫安 测量电压：1微伏～19.999伏 测温 *小分辨率：0.01K 测温误差：<0.5K 变温范围：80～320K 恒温器液氮容量：450毫升 系统的安装与连线： 用户收到货物后，经开箱检验无明显运输损伤后即可开始安装调试。先将永磁磁铁放置在工作台上，再将恒温器插入永磁磁铁正中的孔中。实验时实验者将可换向永磁铁的不锈钢座平放在工作台上，顶部长圆滑动孔横置在实验者左前方，转动中间黑色的磁体，使上面的商标面对实验者。此时磁场方向与商标垂直，N极在靠近实验者一边，S极在对面。将中间黑色的磁体转动180°即可使磁场反向。将恒温器在长圆滑动孔中向左滑动平移就可以将样品移到无磁场区域。 将恒温器与控温仪及JH10表用专用信号电缆连接，将JH10表的电压表量程置于20伏档，电流源置于2毫安档，插接上仪器电源线并打开电源供电。为防止漏电伤人，所用电源要有可靠的专用地线。供电后如果控温仪的输出指示灯亮，温度将持续上升，可通过面板更改设定温度，以调低设定温度。如果温度失控，请立即断电重新启动控温仪，如果故障现象重复出现，请联系北京锦正茂。 测试样品： 本仪器中的样品： 1号样品（S1）：美国Lakeshore公司HGT-2100高灵敏霍尔片，              *大工作电流≤10 mA，室温下的灵敏度为 55-140 mV/kG              2号样品（S2）：客户可以按照接线定义，安装自己的样品。 仪器使用与实验方法： （1）磁场的标定    系统中的S1为已在室温下标定过的霍尔探头，在室温下用开关选择样品S1，并使恒温器位于可换向永磁磁铁的中心，恒温器真空抽口垂直于标签面。开机后快速将恒流源输出调到  mA，此时JH10表的微伏表电压读数即为磁场的特斯拉数。此时的JH10相当于一台探头装在恒温器冷指上的高斯计，可用来测空间磁场。霍尔探头 *大电流不能超过10mA！ （2）室温下的霍尔测量   将19芯电缆与恒温器连接好，样品开关选择样品S2，调整样品电流到10.00mA，开机预热半小时。测量时，将恒温器放置在磁场正中心，按下开关VH，测霍尔电压VH1，如果电压较小，改到2V或200mV档；为了确保磁场垂直于样品，应该用双手各扶左右支撑板，微转黑色方铁轭磁路，使VH *大。按电流换向开关，测VH2；将黑色的永磁磁体转180°后再测VH3；电流换向，测VH4；将恒温器水平左移，使样品处的磁场为0，按VM开关，测VM1；按电流换向开关，测VM2。按VN开关，测VN1；按电流换向开关，测VN2。 （3）变温测量    取出恒温器中心杆，注入液氮（依测量点的多少决定加液氮量），具体注意事项请参见T9015W低温恒温器使用说明书。如不想从80K低温测起，可先将控温设定在270K，再加液氮并及时插入中心杆，进行较高温度的控温 实验。控温时顺时针转动中心杆至 *低位置，再回旋约180°～720°即可通过控温仪设定控温了。等温度控制稳定后，重复测量过程2，测得此温度点的各项霍尔参数。改变设定温度，测另一个温度点的霍尔参数。中心杆旋高则冷量增大，适于快速降温和较低温度的实验。控温精度与PID参数有关，请适当调整中心杆高度，以提高不同温区的控温精度。 （4）安全注意事项 ①经常检查并保证仪器电接地正常。 ②湿手不能触及过冷表面、液氮漏斗，防止皮肤冻粘在深冷表面上，造成严重冻伤！灌液氮时应带厚棉手套。如果发生冻伤，请立即用大量自来水冲洗，并按烫伤处理伤口。 ③实验完毕，一定要拧松、提起中心杆，防止中心白色的聚四氟乙烯塞子因热膨胀胀坏恒温器。