4月12日出版的《科學》雜志刊登《完整的量子霍爾家族三重奏》一文，對由清華大學薛其坤院士領銜，清華大學物理系和中科院物理所聯(lián)合組成的實驗團隊，在磁性摻雜的拓撲絕緣體薄膜中，從實驗上首次觀測到的量子反常霍爾效應進行了評述。
中國科學家首次在實驗中發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應引起國際物理學界巨大反響。4月12日出版的《科學》雜志刊登《完整的量子霍爾家族三重奏》一文，對由清華大學薛其坤院士領銜，清華大學物理系和中科院物理所聯(lián)合組成的實驗團隊，在磁性摻雜的拓撲絕緣體薄膜中，從實驗上首次觀測到的量子反常霍爾效應進行了評述。
美國新澤西州立大學物理與天文系教授賽翁希克在文章中稱，中國科學家“證實了期待已久的量子反常霍爾效應的存在，這是量子霍爾家族的最后一位成員”，它和此前發(fā)現(xiàn)的量子霍爾效應、量子自旋霍爾效應“組成了量子霍爾家族的三重奏”。
文章稱，前期的理論預言指出，量子反常霍爾效應能夠通過抑制HgTe系統(tǒng)中的一條自旋通道來實現(xiàn)。遺憾的是，由于無法在這個材料系統(tǒng)實現(xiàn)鐵磁性，即而無法實現(xiàn)量子化反常霍爾效應。后來又有理論預言指出，將Bi2Se3這種拓撲絕緣體材料做薄并且進行磁性摻雜，就有可能實現(xiàn)量子霍爾電阻為h/（ve2）的量子反常霍爾效應。這個理論預言現(xiàn)被中國科學家通過實驗證實。
文章介紹，中國科學家戰(zhàn)勝一系列非常困難的材料問題，將實驗材料的體導電和表面導電通道完全被抑制掉。通過對材料各種參數(shù)進一步的不斷優(yōu)化，他們最終實現(xiàn)了無外加磁場情況下量子化的霍爾電阻。
他們觀察到的量子反常霍爾效應的性質是非常穩(wěn)定的。首先，為了避免自旋翻轉散射的影響，觀測量子自旋霍爾效應需要微小尺寸的樣品，而量子反常霍爾效應能夠在幾百微米量級的宏觀尺度下實現(xiàn)。其次，讓人稱奇的是，這種嚴格的量子化能夠在具有相當?shù)偷倪w移率和非零體導電通道的材料中實現(xiàn)。這些都說明量子反常霍爾效應比量子自旋霍爾效應要穩(wěn)定得多，可以媲美甚至比量子霍爾效應有更強的適應能力。
觀測到的量子反常霍爾效應的嚴格量子化和無耗散通道的存在可能能夠用于很多應用中。比如，這種邊緣態(tài)可以用來作為自旋電子器件所需的的無耗散自旋過濾通道。不需要外加磁場的精準的霍爾電阻可以方便地用來做電阻標準。但是目前談這些應用還為時過早。這是因為：現(xiàn)有材料體系的鐵磁性居里溫度還很低，加上材料在其他方面的不盡如人意，量子反常霍爾效應只有在極低的溫度下才能觀察到。然而，通過在材料上的突破，未來量子反常霍爾效應將可能廣泛地應用在人們每天使用的移動電子器件上。
另據(jù)新華社此間報道，賽翁希克認為，這一成果獲得諾貝爾獎的“機會很大”，但不是單獨獲得，很可能是與拓撲絕緣體領域的其他相關工作一起共同獲得。賽翁希克特別提到斯坦福大學華裔教授張首晟，稱贊其為“拓撲絕緣體領域的開創(chuàng)者之一”。張首晟入選中國國家“千人計劃”，并擔任清華大學特聘教授，在拓撲絕緣體、量子自旋霍爾效應、自旋電子學、高溫超導等領域有杰出貢獻。
新華社報道稱，美國利海大學教授黃正民同樣認為中國科學家的成果“絕對有可能”獲得諾貝爾獎。黃正民認為，過去10年，中國在物理和材料等領域的基礎研究上取得了突飛猛進的發(fā)展。“像中科院和清華的研究水平絕對可以和世界上其他一流研究機構相比。《科學》上的這篇論文就證明了這一點。”