首次发现具有量子化电阻和拓扑开关的高温量子谷霍尔效应

高温量子谷霍尔效应（QVHE）与量子化电阻和拓扑开关代表了凝聚态物理和材料科学的重大进展。这一现象在伯纳尔双层石墨烯中被观察到，展示了拓扑、量子力学和材料特性在高温下的相互作用。

量子谷霍尔效应（QVHE）是二维材料中拓扑现象的表现，特别是在具有破缺反演对称性的系统中。与需要强磁场的量子霍尔效应不同，QVHE可以在零磁场下发生，使其在设备应用中更具实用性。最近发表在《科学》杂志的一篇论文，在伯纳尔双层石墨烯中发现了具有量子化电阻和拓扑开关的高温QVHE，标志着该领域的一个里程碑。

QVHE源于某些二维材料（如石墨烯）中的谷自由度。在这些材料中，电子可以占据动量空间中的不同能量谷。当反演对称性被破坏时，会出现谷依赖的霍尔电导率，从而导致QVHE。这一效应的特征是存在由谷指数保护的边缘态，导致材料边缘的无耗散传输。

伯纳尔双层石墨烯是一种具有特定堆叠顺序的石墨烯，是研究QVHE的理想平台。在这种材料中，施加垂直于层的电场会破坏反演对称性，诱导带隙并实现QVHE。伯纳尔双层石墨烯中的边缘态，称为拐角态，表现出量子化电阻，这是拓扑保护的标志。