一项近期发表的研究揭示了如何利用量子材料内部的微观缺陷和晶格振动来控制非线性霍尔效应，为研发更小型、高效的能量收集装置提供了新思路。该成果由昆士兰科技大学齐东辰教授与新加坡南洋理工大学王晓仁教授领导的国际团队共同完成，并已发表在《牛顿》杂志上。

研究团队聚焦于一种名为非线性霍尔效应的量子效应。与经典霍尔效应不同，这种量子效应能将环境中的交流电信号(如无线电磁波)直接转换为可用的直流电，无需传统二极管等 bulky 元件。齐东辰教授对此进行了解释：“非线性霍尔效应是凝聚态物理中一种复杂的量子现象，即使在没有磁场的条件下，也能在施加交流电的垂直方向上产生电压。这种效应使我们能将交流信号直接转换为直流电，这正是电子设备所需的动力来源。”他进一步指出，从理论上讲，这意味着传感器或芯片无需电池即可工作，直接从环境中汲取能量。

在研究一种高质量的拓扑材料(碲化铋)时，团队发现，这种非线性霍尔效应在室温下依然保持稳定。更重要的是，其所产生电压的方向与强度会受到温度的调控。在低温环境下，材料内部的微小缺陷主导了这一量子效应的行为;而当温度升高时，晶格的天然振动开始发挥主要作用，甚至导致电信号的方向发生翻转。

这项对量子效应内在机制的深入理解，为未来的技术应用铺平了道路。齐东辰教授展望道：“一旦你了解了材料内部发生的机制，就可以设计出利用这种特性的装置。那时，量子效应将不再抽象，而是开始变得实用——它能为从自供电传感器、可穿戴设备，到下一代无线网络中的超高速组件等各类未来应用提供支持。”