234 反常量子霍尔效应与超导电缆

上一次永宁公主来金素帕的时候，陈枫直接拿出了常温超导材料的样品和资料以示诚意。交换的条件之一就是双方共享研究成果。
现在永宁带来的就是大明科学家对超导材料样品的研究进展。
专业问题自然不可能让永宁自己来谈。于是她示意身后的一个随员走上前来，向陈枫介绍道：“这是我的科学顾问刘韬。他会负责技术交换的具体细节。”
这是一个三十来岁的年轻男人。中等身材，其貌不扬，属于那种丢进人群就再难找出来的人。
他打开了面前的笔记本，把幻灯片投影到了实验室的空白墙上。然后不急不缓地讲解了起来：“我们研究了贵方提供的超导材料样本和微观模型，提出了几种理论解释……”
旁边的文员将一本厚厚的文件夹放到了陈枫面前。文件夹的封面上印着大明的金色龙纹。
陈枫打开文件夹扫了一眼。里面前几十页都是超导材料的研究资料。于是他顺手把文件夹推到了列克星敦面前。
脑伴虽然能够帮助陈枫瞬间记住资料内容，但想要真正搞懂仍然需要他自己思考。
列克星敦也没有直接阅读，而是伸出指尖轻触了粘在文件扉页上的存储卡。
按照事前的约定，大明会把完整资料以加密数据的形式移交给陈枫。现在展示的幻灯片只是做个样子而已。
十几秒后，永宁的科学顾问还没讲完第一章幻灯片，陈枫就通过内部数据链获得了全套的技术资料。并且列克星敦还添加了详细的注释和讲解。
大明的研究人员认为这种常温超导材料是基于“反常量子霍尔效应”实现的。
陈枫之前并没听说过“反常量子霍尔效应”这个名词。但通过列克星敦共享过来的知识，他立刻就明白了八九成。
这个名字其实有三层逐步递进的概念：反常——量子——霍尔效应。
最基础的概念——“霍尔效应”，其实就是法拉第电磁感应原理的一个推论。意思是当电流垂直通过磁场中的导体时，会在导体中产生一个与电流和磁场方向垂直的电压——霍尔电压。
在宏观导体中，霍尔效应产生的电压会随着电流和磁场的增强而等比例增强。
但当这个导体的厚度减薄到接近一个原子厚度，变成一个“二维导体”时，情况就不一样了。
根据量子力学原理，微观领域的任何物理量都不再是连续的。
所以二维导体中的霍尔电压也不再是连续提高的，而是一个台阶一个台阶地逐级提高。这就是“量子霍尔效应”。
当量子霍尔效应的电压处于“台阶”的平台上时，一个奇异的现象发生了——
二维导体的内部变成了绝缘体，而边缘则变成了超导体！
这理论上可以用来制造超导材料。
但量子霍尔效应产生超导体仍然需要外加一个强磁场。
那么能不能让二维导体材料自己具备磁场呢？
还真的能。
这就是“反常量子霍尔效应”。
在陈枫穿越前的2018年，清华大学的薛其坤研究团队在钛酸锶衬底上外延生长的铬掺杂薄膜中，第一次观测到了反常量子霍尔效应。这个发现获得了当年的国家自然科学奖一等奖。
但到这一步仍然不够。
因为量子霍尔效应的超导只能出现在边缘上。仅仅几个原子宽的超导体，能够承载的电流实在太小了。
所以想要做出实用化的超导材料，就必须在一片材料中做出鱼鳞状密集的小块二维导体。并且这些二维导体越小越好，最好也只有几十个原子宽。