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早在130多年前,美国物理学家霍尔发现,对通电的导体加上垂直于电流方向的磁场,电子的运动轨迹将发生偏转,在导体的纵向方向产生电压,这个电磁现象就是“霍尔效应”。以往的实验证明,量子霍尔效应主要在二维或者准二维体系中发生。而修发贤课题组在拓扑半金属砷化镉纳米片中观测到了新型三维量子霍尔效应的直接证据。在三维体系中,材料上表面边缘的电子受到强磁场作用,会直接从内部隧穿到下表面,然后继续沿着回旋轨道运动,遇到材料边缘之后沿着侧壁返回到上表面。如此往复形成一个来回于两个表面之间的路径,从而形成导电通道,这是一种发生在三维空间的全新的量子霍尔效应。