剛剛，復旦大學修發(fā)賢發(fā)現(xiàn)三維量子霍爾效應，轟動國際物理學界

量子霍爾效應是1879年美國物理學家E.H.霍爾在科學研究量子力學察覺的，霍爾效應需要在超低溫強磁場極端條件出現(xiàn)電阻跟磁場不呈現(xiàn)線性關(guān)系，對通電的導體加上垂直于電流方向的磁場，電子的運動軌跡將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在導體的縱向方向產(chǎn)生電壓，這種電磁現(xiàn)象就是“霍爾效應”。量子霍爾效應的出現(xiàn)讓物理界的研究者不斷深耕，后續(xù)出現(xiàn)“整數(shù)量子霍爾效應”，“分數(shù)量子霍爾效應”。

04年英國物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫從石墨中分離出石墨烯，觀察到有量子反常霍爾效應(Quantum Anomalous Hall Effect)。這一發(fā)現(xiàn)，引發(fā)了物理界研究者“量子潮”受到非常大關(guān)注。不過，迄今從霍爾量子效應的出現(xiàn)已經(jīng)130年的時間，而在物理學界在這一領(lǐng)域研究一直停留在二維或準二維體系之間，都沒取得大的突破。幾乎是處于停滯不前狀態(tài)。

破繭成蝶，二維走向三維

12月18號復旦大學物理系教授修發(fā)賢課題組在砷化鎘納米片材料中發(fā)現(xiàn)了三維量子霍爾效應并在英國《自然》雜志刊登最新戰(zhàn)報《砷化鎘中基于外爾軌道的量子霍爾效應》（“Quantum Hall effect based on Weyl orbits inCd3As2”）震驚國際物理學界，這是中國在量子霍爾效應第一次突破二維空間，走向三維空間修發(fā)賢在過去10年期間，刊登100余篇SCI論文，分別被刊登在Nature Materials， Nature Nanotechnology， Nature Communications， JACS， Nano Letters。也是中國青年千人人才計劃之一，著眼于最新型量子材料的生長、電學、磁學和光電特性等這方面的科研

對于三維量子霍爾效應，大家都會感到非常的陌生，為了能更加的通俗易懂，修發(fā)賢說：“打個比方，在房間內(nèi)空間里，有天花板跟地面，整個電子會在天花板進行三維運動，穿越整空間到地面上，然后從地面上再進行運動，再穿越回到天花板，就組成一個三維電子回旋軌道。”

這一科技領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)，將來將用到在電子器件領(lǐng)域，也是一種實用新型專利器件。修發(fā)賢說：“鑒于這類拓撲狄拉克半金屬砷化鎘材料的遷移率高，可以利用砷化鎘制備成2英寸單晶薄膜和應用在紅外探測及遙感領(lǐng)域”