Question

20．2016年諾貝爾物理學(xué)獎頒發(fā)給了三位美國科學(xué)家，以表彰他們將拓?fù)涓拍顟?yīng)用于物理研究所做的貢獻．
我們知道，按導(dǎo)電性能不同傳統(tǒng)材料大致可分為導(dǎo)體和絕緣體兩類，而拓?fù)浣^緣體性質(zhì)獨特，它是一種邊界上導(dǎo)電、體內(nèi)絕緣的新型量子材料，例如，在通常條件下石墨烯正常導(dǎo)電，但在溫度極低、外加強磁場的情況下，其電導(dǎo)率（即電阻率的倒數(shù)）突然不能連續(xù)改變，而是成倍變化，此即量子霍爾效應(yīng)（關(guān)于霍爾效應(yīng)，可見下文注釋）．在這種情況下，電流只會流經(jīng)石墨烯邊緣，其內(nèi)部絕緣，導(dǎo)電過程不會發(fā)熱，石墨烯變身為拓?fù)浣^緣體，但由于產(chǎn)生量子霍爾效應(yīng)需要極低溫度和強磁場的條件，所以其低能耗的優(yōu)點很難被推廣應(yīng)用．
2012年10月，由清華大學(xué)薛其坤院士領(lǐng)銜的中國團隊，首次在實驗中發(fā)現(xiàn)了量子反�；魻栃�應(yīng)，被稱為中國“諾貝爾獎級的發(fā)現(xiàn)”，量子反�；魻栃�應(yīng)不需要外加強磁場，所需磁場由材料本身的自發(fā)磁化產(chǎn)生，這一發(fā)現(xiàn)使得拓?fù)浣^緣材料在電子器件中的廣泛應(yīng)用成為可能．
注釋：霍爾效應(yīng)是指將載流導(dǎo)體放在勻強磁場中，檔磁場方向與電流方向垂直時，導(dǎo)體將在與磁場、電流垂直的方向上形成電勢差．
根據(jù)以上材料推斷，下列說法錯誤的是（　�。�

• A． 拓?fù)浣^緣體導(dǎo)電時具有量子化的特征
• B． 霍爾效應(yīng)與運動電荷在磁場中所受的洛倫茲力有關(guān)
• C． 在量子反常霍爾效應(yīng)中運動電荷不再受磁場的作用
• D． 若將拓?fù)浣^緣材料制成電腦芯片有望解決其工作時的發(fā)熱問題

Answer 1

分析 依據(jù)材料提供的信息，結(jié)合導(dǎo)體與絕緣體的區(qū)別，及霍爾效應(yīng)現(xiàn)象的原理，從而即可求解．

解答 解：A、石墨烯變身為拓?fù)浣^緣體，其電導(dǎo)率（即電阻率的倒數(shù)）突然不能連續(xù)改變，而是成倍變化，具有量子化的特征，故A正確；
B、霍爾效應(yīng)是指將載流導(dǎo)體放在勻強磁場中，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，粒子在洛倫茲力作用下，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致在與磁場、電流垂直的方向上形成電勢差，故B正確；
C、量子反�；魻栃�應(yīng)不需要外加強磁場，所需磁場由材料本身的自發(fā)磁化產(chǎn)生，故C錯誤；
D、當(dāng)電流只會流經(jīng)石墨烯邊緣，其內(nèi)部絕緣，導(dǎo)電過程不會發(fā)熱，即變成為拓?fù)浣^緣體，故D正確；
本題選擇錯誤的，故選：C．

點評 考查霍爾效應(yīng)原理與左手定則的應(yīng)用，掌握分析材料題的方法，理解拓?fù)浣^緣體的含義，注意量子反�；魻栃�應(yīng)與量子霍爾效應(yīng)的區(qū)別．