穿墙而过、死活不定，这些都是只会存在于神话中的梦想，但在微观国际却是实在存在的。微观国际的运行由量子力学规则分配，会显示彻底不同于宏观国际的现象。
能够在宏观标准显示量子力学效应的量子材料现在是物理学、材料科学、电子学、量子信息等学科一同关注的焦点，而这正是清华大学薛其坤研讨团队的打破地点。在曩昔几年里，薛其坤研讨团队在量子材料的研讨中获得一系列国际抢先的科研效果，尤其是量子异常霍尔效应的初次实验发现，是国际物理学界近年来最重要的实验打破之一，引领了国际学术方向。
2019年开年之际，中科院院士薛其坤领导的清华大学、中科院物理所实验团队完结的“量子异常霍尔效应的实验发现”被颁发2018年度国家自然科学奖一等奖。
在微观国际里，在不需求强磁场的情况下，电子可在各自的跑道上按规则有序地、一往无前地奔驰，这是薛其坤对量子异常霍尔效应的通俗解释。正是他的团队在实验中最早观测到这一现象。
“在那个国际里，粒子怎样能够穿过势垒，电子为什么能够跳跃式地运动，这些美妙的现象是偶然吗？究竟是什么原理呢？”薛其坤说，爱好和好奇心是支撑科学家在单调的实验和科研中坚持下去的原动力。
2008年前后，华裔物理学家、斯坦福大学的张首晟教授等理论物理学家提出了用磁性拓扑绝缘体完结量子异常霍尔效应的计划，从理论上提出这一材料完结量子异常霍尔效应的或许性，但能否在实验中发现它仍是未知数。长时间从事量子物理研讨的薛其坤认识到，这是一个非常值得在中国进行深化探究的领域。从那时起，他和团队就展开了对拓扑绝缘体中新奇量子效应的实验研讨。
在凝聚态物理中，量子霍尔效应占据着极其重要的方位。咱们运用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、彼此碰撞然后发作能量损耗。而量子霍尔效应则可改动这一现象，它能够用于开展新一代的低能耗晶体管和电子学器件，下降芯片的发热和能量损耗问题，然后有或许推动信息技术的行进。
“可是，一般量子霍尔效应的发生需求用到非常强的磁场（一般需求的磁场强度是地磁场的几万甚至几十万倍），运用起来非常贵重和困难。”团队成员、清华大学教授何珂通知记者，“量子异常霍尔效应的最美妙之处是不需求任何外加磁场，因而，这项研讨效果将会推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的开展，或许加快推动信息技术革命的进程。”
项目的5位首要完结人，薛其坤、王亚愚、何珂、马旭村、吕力都是相关领域颇有影响力的物理学家。“咱们的团队有许多杰出的物理学家，咱们为了一个科学方针走到一同，强强联手、攻艰克难，这将是往后科学研讨的一个趋势。”薛其坤说。
长时间以来，这个团队的样品制备人员和检测人员都“无缝对接”，坚持高效运转。在量子异常霍尔效应的实验成功前，他们先后尝试了1000多个拓扑绝缘体样品。
薛其坤认为，关于他的研讨团队来说，发现量子异常霍尔效应是下一程科学研讨的初步，咱们科学探索的路途从未中止。他标明，之前量子异常霍尔效应是在挨近零下273摄氏度中完结的，要想实在完结运用，就需求把温度往上升，所以现在团队正在实验能否让量子异常霍尔效应在温度进步的情况下完结。
