实验描述

量子效应一直是凝聚态物理领域研究关注的重点。二维材料体系的发现为研究量子效应及其应用提供了丰富而理想的材料平台。二维体系中的 Dirac 半金属态、量子限制效应、磁电阻量子振荡、量子霍尔效应、本征和/或可调控的铁磁性、超导电性、量子反常霍尔效应等涉及基础科学、纳米原型器件及应用等多层次的创新研究。如在足够强的磁场和足够低的温度下，实验测量得到的量子霍尔效应、量子反常霍尔效应霍尔平台处的霍尔电阻值可准确地为 25812.80 Ω，严格地等于，现已经被采用为电阻的新标准。对量子效应的研究具有重要的理论和实际意义。

磁电阻量子振荡、量子霍尔效应等量子效应是《固体物理》、《半导体物理》、《近代物理实验》等物理类主干课程的重要内容。开展有关量子效应的实验教学，对学生深刻理解凝聚态体系中量子现象的物理本质具有重要意义。但限于条件，本科专业往往很难开设出涉及微纳加工、低温强场下的高精度测量实验。

本项目借助虚拟仿真技术，基于极端条件下的微纳测试平台和电子束光刻等大型高端设备，构建“二维体系量子效应虚拟仿真”平台，以解决实验周期长、成本高、无法面向学生大规模开放的问题。