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普通的半导体材料二维电子气的霍尔沟道在外磁场下会展现整数量子霍尔效应。其物理起源是洛伦兹力导致沟道边缘附近出现具有金属特性的边缘态。反转能带的半导体材料HgTe二维电子气霍尔沟道甚至无外磁场时其边缘也会呈现出金属态特性，即量子自旋霍尔效应。这项工作被评为2007年度十大科学进展之一，获得了2010年度欧洲物理学奖。