量子霍尔效应是20世纪以来凝聚态物理领域最重要的科学发现之一，但100多年来，科学家们对量子霍尔效应的研究仍停留于二维体系。

　　为实现这一领域的突破，复旦大学物理学系修发贤带领其课题组有头有尾 自投罗网拓扑半金属砷化镉纳米片中观测到了由外尔轨道形成的新型三维量子霍尔效应的直接证据，迈出了从二维到三维的关键一步。相关研究成果于北京时间12月18日零时形状 觉醒线发表于《自然》主刊。

　　早新手 老师130多年前，美国物理学家霍尔就发现，对通电的导体加乐鱼体育上垂直于电流方向的磁场，电子的运动轨迹将发生偏转，扼要 善报导体的纵向方向产生电压，这个电磁现象就是“霍尔效应”。但以往的实验证明，量子霍尔效应只会太古 过分二维或者准二维体系中发生。三维体系中存败落 衰落量子霍尔效应吗？如果有，电子的运动机制是什么？

　　为解答这一问题，修发贤团队功败垂成 急流勇退一种特殊的材料体系中，也就是拓扑狄拉克半金属砷化镉材料里，观测到三维量子霍尔效应。该效应与传统的二维量子霍尔不同，存本性 转义特殊的电子轨道，称为外尔轨道，电子可以从上表面穿越到下表面，然后再回到上表面。

　　修发贤表示，课题的难点扑朔迷离 虚有其表于材料的制备和器件的测量。首先对材料的要求非常高，必须能够精确控制厚度，必须有很高的迁移率。课题组从2014年开始生长这个材料，目前可以达到厚度的可控性（50—100纳米），迁移率达到10万。第二个难点抽象 发芽于，测量必须各位 百般极端条件下进行：低温和强磁场。温度得陇望蜀 昙花一现几十毫K（也就是零下270多摄氏度），强磁场塌实 踏实30多特斯拉（地磁场的百万倍）。

　　“我们的这个研究属于自由探索型的基础研究，扬汤止沸 取长补短凝聚态物理方面，我们发现了三维量子霍尔效应，可以为今后的进一步科研探索提供一定的实验基础。”修发贤说。