祖國威武！我國科學家首次在三維空間發現量子霍爾效應！

最新消息，據外媒報道，我國科學家修發賢以及其團隊首次在三維空間發現量子霍爾效應！在科學家界掀起軒然大波！

量子霍爾效應，在1879年被霍爾發現，它表明了磁場和感應電壓之間的關係。當電流通過一個位於磁場中的導體的時候，磁場會對導體中的電子產生一個橫向的作用力，從而在導體的兩端產生電壓差。簡單來說，就是對通電的導體加上垂直於電流方向的磁場，電子的運動軌跡將發生偏轉，在導體的縱向方向產生電壓，這個電磁現象就是「霍爾效應」，霍爾效應需要在低溫強磁場的極端條件下才可以被觀察到，此時霍爾電阻與磁場不再呈現線性關係，而出現量子化平台。

但以往的實驗證明，量子霍爾效應只會在二維或者准二維體系中發生。三維體系中存在量子霍爾效應嗎?

為實現這一領域的突破，復旦大學物理學系修發賢帶領其課題組在拓撲半金屬砷化鎘納米片（一種特殊的材料體系）中觀測到了由外爾軌道（一種特殊的電子軌道，電子可以從上表面穿越到下表面，然後再回到上表面）形成的新型三維量子霍爾效應的直接證據，邁出了從二維到三維的關鍵一步。這是一次巨大的突破！

談到材料的難點，修發賢表示，材料的要求非常高，必須能夠精確的控制厚度，必須有很高的遷移率。他們從2014年開始研究這個材料，經過差不多5年的摸索，才達到厚度的可控性（50-100納米)，遷移率達到10萬。其次，由於霍爾效應只能在極端條件也就是前面提到的低溫情況下（大約在幾十毫K，也就是零下270多度）進行，還有就是強磁場，必須在三十多特斯拉（地磁場的百萬倍）進行才可成功。

此次的發現為以後在凝聚態物理研究方面奠定了基礎，並且利用該研究可以在紅外探測、電子自旋方面做一些原型器件等，為科學作出了巨大貢獻。

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