张守晟的理论简介

华裔教授张首晟领导团队提出“量子自旋霍尔效应”新理论研究，被纳入《科学》杂志2007重大科学发现之一。（美国《世界日报》）

据美国《世界日报》报道，权威杂志《科学》选出2007年重大科学突破发现(Breakthrough of the Year)，第一名为“人类基因多样性”(Human Genetic Variation)。由斯坦福大学物理系华裔教授张首晟(Shoucheng Zhang)领导团队提出“量子自旋霍尔效应”(Quantum Spin Hall Effect)新概念发现，则与其它九项科学发现并列第二。此亦为唯一华裔领导的研究计划项目。

业界普遍认为，摩尔定律(Moore's Law)将于2015年时，因为计算机芯片过热问题而失效，学术界一直进行研究，是否有其它创新方法或概念改变而持续定律。张首晟领导的研究团队提出“量子自旋霍尔效应”，由合作伙伴、德国Wurzburg大学实验室小组进行实验，确认量子自旋霍尔效应利用电子的自旋性质、电流在边缘流，创造新电路而不会产生太多热能。

几年前开始，张首晟便与团队自系统出发，在半导体系统材料不变，而改变原理情况下，可留下过去20几年的半导体产业投资，仅在更换不同材料下重新开始投资，在半导体系统找到新的工作原理。

他指出，除了业界，学术界也不断思考，特别是从物理学来说，如何能改善芯片设计过程。学术界有急迫使命感如何用其它技术或概念取代CMOS，“量子自旋霍尔效应获选为2007年全球重大科学发现之一，是项荣誉，研究团队受到鼓舞”。

量子自旋霍尔效应由张首晟领导的研究团队提出预估理论，再由德国Wurzburg大学实验室小组进行实验。拥有纽约州立大学石溪分校博士、为诺贝尔奖得主杨振宁的得意门生的张首晟说，目前新理论应用正值第二步的实验室，也是重要阶段，未来可能直接应用在工业界芯片制造过程。

这项研究计划获得美国能源部与国家科学基金会基金支持，因为是华人，张首晟也多了与亚洲的联系。他透露，量子自旋霍尔效应是新科技研究发向，未来将有机会与中国大陆、台湾与香港地区的学术机构合作发展。