科技-我科学家发现基于外尔轨道的三维量子霍尔效应

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1，但100多年来，科学家们对量子霍尔效应的研究仍停留于2维体系。

为实现这1领域的突破拆迁户拍照违法吗，复旦大学物理学系修发贤带领其课题组在拓扑半金属砷化镉纳米片中观测到了由外尔轨道构成的新型3维量子霍尔效应的直接证据，迈出了从2维到3维的关键1步。相干研究成果于北京时间12月18日零时在线发表于《自然》主刊。

早在130多年前，美国物理学家霍尔就发现，对通电的导体加上垂直于电流方向的磁场，电子的运动轨迹将产生偏转，在导体的纵向方向产生电压，这个电磁现象就是“霍尔效应”。但以往的实验证明，量子霍尔效应只会在2维或准2维体系中产生。3维体系中存在量子霍尔效应吗？如果有，电子的运动机制是甚么？

为解答这1问题国家建设拆迁房屋多少钱一平米，修发贤团队在1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3维量子霍尔效应。该效应与传统的2维量子霍尔不同，存在特殊的电子轨道，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，课题的难点在于材料的制备和器件的丈量。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，目前可以到达厚度的可控性（50—100纳米），迁移率到达10万。第2个难点在于，丈量必须在极端条件下进行：低温和强磁场。温度在几10毫K（也就是零下270多摄氏度），强磁场在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，在凝聚态物理方面，我们发现了3维量子霍尔效应，可以为今后的进1步科研探索提供1定的实验基础。”修发贤说。