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新華網北京１月４日電（記者黃堃）電腦技術的進一步發展受制于關鍵元器件的散熱問題，去年剛剛被實驗證實的量子自旋霍爾效應描述了奇妙的電子“自旋舞步”，有望解決這一問題。這一成果不久前入選了美國《科學》雜誌評出的２００７年十大科學進展。主持相關理論研究的華人科學家、美國斯坦福大學教授張首晟日前在北京接受了新華社記者的專訪。
張首晟教授說，有關霍爾效應的研究成果曾兩次獲得諾貝爾獎。霍爾效應最初由科學家埃德溫·霍爾在１９世紀末發現，是通電導體在磁場中表現出的一種特殊的電磁效應。１９８０年，科學家又發現在極低溫和強磁場條件下，霍爾效應會呈現量子化的表現形式，這就是量子霍爾效應。量子霍爾效應中的電流幾乎沒有能量損失，也就是說不會發熱，這引發了科學界研製新的電腦元器件的設想。
由於量子霍爾效應所需的條件是苛刻的，因此，張首晟等科學家轉向研究量子自旋霍爾效應。電子是電流的載體，它除了負有電荷以外還具有一種叫做自旋的性質，這種自旋也會出現量子霍爾效應，這就是量子自旋霍爾效應。它同樣沒有能量損耗，並且不需要強磁場，還可能不需要低溫。
張首晟教授介紹說，利用量子自旋霍爾效應有可能研製出新一代的電腦，延長摩爾定律的生命。摩爾定律認為，電腦的關鍵元器件晶體管會越來越小，同時隨著集成度的增大，電腦的計算能力會增加。但是隨著晶體管越小越密集，發熱問題也就會越突出，因此許多人預言摩爾定律的有效期只能再延續十年左右。如果能在室溫下實現量子自旋霍爾效應，將可以催生新的幾乎不發熱的電腦元器件。
張首晟教授說：“可能在十年後目前的半導體技術潛力用完之時，會出現基於量子自旋霍爾效應的新一代電腦。”
他還專門提到，這是一個新興領域，中國如果能抓住機會，可以搶佔未來電腦技術的制高點。他的科研團隊正在和中科院等單位進行相關合作。
張首晟１５歲進入復旦大學學習，２０歲師從楊振寧先生攻讀博士學位，３０歲成為斯坦福大學終身教授。他目前還擔任ＩＢＭ公司和斯坦福大學聯合設立的自旋電子學研究中心的主任。
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