主講題目：無(wú)能耗拓?fù)潆娮訉W(xué)

主講嘉賓：謝心澄，中國(guó)科學(xué)院院士

時(shí)間：2026年1月13日（周二）上午10：00

地點(diǎn)：福州大學(xué)國(guó)家科技園一樓學(xué)術(shù)報(bào)告廳

主辦：福州大學(xué)圖書(shū)館、福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院、福州大學(xué)教務(wù)處

承辦：福州大學(xué)圖書(shū)館

主講嘉賓簡(jiǎn)介：謝心澄，中國(guó)科學(xué)院院士，發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士，美國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)士，寧波諾丁漢大學(xué)校長(zhǎng)。1982年中國(guó)科技大學(xué)近代物理系畢業(yè)，1988年在美國(guó)馬里蘭大學(xué)獲博士學(xué)位。曾任美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)講座教授、北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心創(chuàng)始主任、北京大學(xué)物理學(xué)院院長(zhǎng)、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)副主任等職。謝心澄教授長(zhǎng)期從事凝聚態(tài)物理理論研究，主要研究方向集中在量子霍爾效應(yīng)、電荷及自旋輸運(yùn)、低維量子體系等。共發(fā)表論文340余篇，包括Nature/Science系列20篇、PRL 50余篇等。曾任兩屆PRL凝聚態(tài)物理副主編，現(xiàn)任《中國(guó)科學(xué)：物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)》主編及多項(xiàng)國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊編委。

講座介紹：晶體管是現(xiàn)代集成電路的基本單元，它們通過(guò)電子傳輸實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。然而，這一過(guò)程伴隨著能量的損耗,這些損耗以焦耳熱的形式釋放，嚴(yán)重制約了計(jì)算效率，成為阻礙微納電路性能提升的一大難題。近年來(lái),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)獨(dú)特的材料，它們具有拓?fù)湫再|(zhì),使其在原理上支持電子單向且無(wú)損耗地傳輸，有望突破熱耗散帶來(lái)的性能瓶頸,對(duì)未來(lái)信息器件的設(shè)計(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。從量子力學(xué)的視角來(lái)看,能量耗散是一個(gè)基礎(chǔ)而又深刻的議題。特別是在這些神奇的拓?fù)洳牧现?，電子單向傳輸?shù)奶匦允欠裾娴哪軌虼_保無(wú)能量耗散？這引發(fā)了我們的深入研究。我們研究了石墨烯在量子霍爾效應(yīng)下的行為,發(fā)現(xiàn)即使在看似完美、理應(yīng)無(wú)能量損失的狀態(tài)下，能量還是以熱量的形式悄悄流失了。與傳統(tǒng)認(rèn)知不同,我們發(fā)現(xiàn)能量的流失并非主要由電阻引起,而是由流子(例如電子)在其中的不平衡分布造成的，這一現(xiàn)象在拓?fù)洳牧现杏葹轱@著。

這一發(fā)現(xiàn)為我們?cè)O(shè)計(jì)新型的拓?fù)潆娮悠骷峁┝藢氋F的啟發(fā)。我們致力于探索-種既能高效工作又不造成額外能量損耗的拓?fù)潆娮悠骷O(shè)計(jì)方法。聯(lián)合使用具有不后陳數(shù)的陳絕緣體,可以有效降低器件的耗散。這一設(shè)計(jì)原則已經(jīng)成功指導(dǎo)我們改進(jìn)了多個(gè)拓?fù)潆娮悠骷臉?gòu)型,極大地減少了其內(nèi)部的能量耗散，為發(fā)展下一代高效、節(jié)能的電子器件奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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福州大學(xué)圖書(shū)館

2026/1/5