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芝加哥的深夜,宿舍里的网络信号有些波动。
视频画面里的陈正平,卡成了一张焦虑的静态图。
等到画面恢复流畅时,这位刚刚盘上科研巅峰的师兄正抓着自己日益稀疏的头发,背景是金陵大学物理楼那间堆满仪器的办公室。
“师弟,这次麻烦大了。”
陈正平的声音透着一股深深的疲惫,“Hasan课题组把预印本挂出来不到24小时,学术圈的舆论风向就变了。
他们的数据太干净了??在超高真空环境下制备的样品,没有任何杂质,结果测出来的霍尔电导是零。
“现在有人在博客上说,我们之前测到的量子化平台,可能是某种磁性杂质导致的平庸信号。
甚至有人暗示我们是为了发顶刊而‘筛选了数据。”
这对于实验物理学家来说,是指控,更是侮辱。
林允宁坐在书桌前,手里拿着那份刚打印出来的Hasan论文,表情却并没有陈正平那么严峻。
他甚至还有闲心喝了一口冰水。
“师兄,别慌。
他们的数据确实干净,但可能太‘干净了。”
林允宁拿起一支红笔,在论文的一张图上画了个圈。
“你看他们的实验装置图。
为了追求极致的纯净,他们不仅没加外磁场,还用了最标准的霍尔棒HallBar几何结构????就是那种长条形的、两头通电、侧面测电压的经典结构。
“这有什么问题吗?这也是教科书标准啊。”
陈正平不解。
“在强磁场下没问题,因为强磁场会把所有的电子自旋强行按到一个方向。
但在零磁场下,这就成了致命的陷阱。”
林允宁把那张纸举到摄像头前,“陈绝缘体是铁磁性的。
在没有外磁场‘镇压’的时候,材料内部会自发形成无数个微小的磁畴MagneticDomains。
这些磁畴的磁化方向是随机的,有的朝上,有的朝下。”
他在纸上画了一个长条,然后在里面画了许多杂乱无章的箭头。
“Hasan用的霍尔棒是长条形的,电子要想从这一头跑到那一头,必须跨越无数个‘畴壁’DomainWalls。
“每一个畴壁,对于受拓扑保护的边缘态电子来说,都是一道悬崖。
电子在这些边界处发生散射,倒流,宏观上表现出来的就是信号消失,电阻不为零,霍尔电导也不量子化。”
陈正平愣住了,嘴巴微张:“你是说......他们是因为样品‘太大’、结构‘太直,反而把自己坑了?”
“没错。
他们被自己的洁癖骗了。”
林允宁放下笔,语气笃定,“而我们用的是科布里诺盘CorbinoDisk结构的变体??这种环形结构对边缘态的环流更敏感。
而且,师兄你记得吗?我们在测量前,为了校准仪器,加过一次很小的磁场。
“那个微弱的剩磁,虽然不足以产生霍尔效应,但足够把那些乱七八糟的磁畴给‘梳理顺了。
这叫磁锻炼MagneticTraining。
“所以,信号消失不是因为没有拓扑态,是因为被几何结构和混乱的磁畴掩盖了。”
视频那头,陈正平猛地拍了一下大腿,震得摄像头都在抖。
“对啊!原来是这样!我说怎么有时候信号好有时候信号坏呢!”
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