今天(12月18日)，英國《自然》雜誌將刊登複旦大學物理學係修發賢課題組的最新研究成果《砷化鎘中基於(yu) 外爾軌道的量子霍爾效應》，這也是我國科學家首次在三維空間中發現量子霍爾效應。

早在130多年前，美國物理學家霍爾發現，對通電的導體(ti) 加上垂直於(yu) 電流方向的磁場，電子的運動軌跡將發生偏轉，在導體(ti) 的縱向方向產(chan) 生電壓，這個(ge) 電磁現象就是"霍爾效應"。以往的實驗證明，量子霍爾效應主要在二維或者準二維體(ti) 係中發生。而修發賢課題組在拓撲半金屬砷化鎘納米片中觀測到了新型三維量子霍爾效應的直接證據。在三維體(ti) 係中，材料上表麵邊緣的電子受到強磁場作用，會(hui) 直接從(cong) 內(nei) 部隧穿到下表麵，然後繼續沿著回旋軌道運動，遇到材料邊緣之後沿著側(ce) 壁返回到上表麵。如此往複形成一個(ge) 來回於(yu) 兩(liang) 個(ge) 表麵之間的路徑，從(cong) 而形成導電通道，這是一種發生在三維空間的全新的量子霍爾效應。

複旦大學物理學係教授 修發賢:打個(ge) 比方有一個(ge) 房間有這個(ge) 天花板有地麵，那麽(me) 整個(ge) 組成一個(ge) 三維的空間，那在這裏邊電子可以從(cong) 天花板進行運動，然後穿越整個(ge) 空間到達地麵，從(cong) 地麵再進行運動，再回到天花板。這樣就組成了一個(ge) 電子的三維的量子化的回旋軌道。

量子霍爾效應是20世紀以來凝聚態物理領域最重要的科學發現之一。修發賢課題組的發現為(wei) 未來三維空間量子化傳(chuan) 輸提供了新的思路和實驗基礎，在拓撲量子計算及低功耗電子器件方麵有潛在應用價(jia) 值。

複旦大學物理學係教授 修發賢:就是我們(men) 可以在自旋、光電探測方麵可以做一些原型器件，比如說在一些紅外探測，一些遙感這樣的領域裏邊發揮它的作用。