动图6：拓扑绝缘体中的量子反常霍尔效应，来源：中国科普博览

量子霍尔效应提供了一种实现超高性能电子器件的可能途径，能够极大降低电路的发热，提高开关频率和运行速度。而中国科学家率先发现的反常量子霍尔效应，进一步摆脱了强磁场的桎梏，有条件实现器件的小型化。如果能进一步解决相关的技术障碍，提高可用温度，有希望在未来进一步拓展应用场景。

附：完整视频“量子反常霍尔效应有多反常”

普通导体中的电子运动：

在普通导体中，电子的运动杂乱无章，不断发生碰撞。当在两端加上电极之后，电子就会形成一个横向漂移的稳定电流。

一定条件下（加上外磁场，或极低温），普通导体中的量子霍尔效应：

如果在垂直于电流方向加上外磁场，平面材料里的电子由于受到洛伦兹力的作用，会在导体一边积累电荷，最终会达到平衡形成稳定的霍尔电压。

当外场足够强，温度足够低时，导体中间的电子会在原地打圈，然而会在边界上形成不易被外界干扰的导电通道，即量子霍尔效应。

一定条件下（加上外磁场，或极低温），不普通导体（拓扑绝缘体）中的量子反常霍尔效应：

最近的"明星"材料拓扑绝缘体,其本身就是内部绝缘，表面导电的拓扑材料，这些表面导电通道不受表面形貌，非磁杂质等的影响，所以是一个很好的一维导体。

如果在其中掺入磁性原子形成长程铁磁序，这样无需外加磁场，从而形成稳定的基本没有耗散的反常的量子霍尔效应，它的应用将会为半导体工业带来又一次革命。

来源：中国科普博览，科普中国。