二维电子气

设想一层弹珠松松地散在一张完全平整的桌面上。它们能朝任何方向在桌面上自由乱滚，却没有一颗能跳离桌面、或陷到桌面以下——它们被困在那一个平面上。二维电子气，就是一群被困得恰如其分的电子。

二维电子气是一层薄薄的电子，它们在两个方向上自由移动，却被钉在第三个方向上，通常是因为它们被困在两种不同晶体相接的界面处。这些电子聚成一层，可以只有一纳米左右厚，却在那个平面之内表现得像一团自由游走的气体。被这样限住，电子们共享一个扁平、薄片般的世界，它们的许多性质——如何导电、如何响应磁场——与普通三维金属中的电子大相径庭。

这之所以重要，是因为二维电子气是物理学中最干净的游乐场之一：量子霍尔效应就是在这里被发现的，它也驱动着高频手机和雷达电子设备里那些高速晶体管。诚实的提醒是：“气体”是个宽松的说法——这些电子并不是一团互相分离的粒子气，而是一片常常强烈相互作用的量子海洋，在高纯度和低温下，这些相互作用会产生整个凝聚态物理中最出人意料的一些效应。