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量子效应可能为下一代无电池设备提供动力

图解摘要。图片来源:Newton新研究揭示量子材料内部微缺陷与振动可控非线性霍尔效应,为更小、更快、更高效的能量收集器开

图解摘要。图片来源:Newton

新研究揭示量子材料内部微缺陷与振动可控非线性霍尔效应,为更小、更快、更高效的能量收集器开辟新途径

一支国际团队——由昆士兰科技大学(QUT)化学与物理学院的齐东臣教授与新加坡南洋理工大学的王晓仁教授领导——研究了所谓的**非线性霍尔效应(NLHE)**的机制。该研究已于2026年发表于《Newton》期刊。

1. 非线性霍尔效应的独特之处

与经典霍尔效应不同,NLHE 是一种量子现象:在没有外加磁场的情况下,沿电流垂直方向产生电压。

这意味着无线或环境能量源中的交流信号可以直接转换为可用的直流电,而不需要传统二极管或笨重的组件。

“NLHE 是凝聚态物理学中一种复杂的量子现象,电压垂直于施加的交流电流产生,即使没有磁场。”齐教授说。 “这种效应可以把交流信号直接变成直流电,这是为电子设备供电所必需的。从原理上讲,它意味着传感器或芯片可以不依赖电池,而是从周围环境汲取能量。”

2. 高质量拓扑材料的稳定表现

研究对象是一种高品质的拓扑材料,以其独特电子特性闻名。

研究发现 NLHE 在室温下依旧保持稳定,电压的方向与强度随温度可调。

在低温时,材料中的微小缺陷主导了效应的表现;当温度升高时,晶格自然振动取代缺陷,导致电信号的方向发生翻转。

“一旦你了解材料内部发生了什么,你就可以设计设备去利用它。”齐教授强调。

3. 量子效应从理论走向实用

研究表明,量子效应已经不再是抽象概念,而是可用于未来应用:

自供能传感器

可穿戴技术

为下一代无线网络提供超快元件

“那时,量子效应才真正变得有用——支持从自供能传感器、可穿戴技术到下一代无线网络的超高速组件等多种未来应用。”齐教授总结道。

勇编撰自论文"Unraveling scattering contributions to the nonlinear Hall effect in topological insulator Bi2Te3".Newton.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。