剛剛，復(fù)旦大學(xué)修發(fā)賢發(fā)現(xiàn)三維量子霍爾效應(yīng)，轟動(dòng)國(guó)際物理學(xué)界

量子霍爾效應(yīng)是1879年美國(guó)物理學(xué)家E.H.霍爾在科學(xué)研究量子力學(xué)察覺(jué)的，霍爾效應(yīng)需要在超低溫強(qiáng)磁場(chǎng)極端條件出現(xiàn)電阻跟磁場(chǎng)不呈現(xiàn)線性關(guān)系，對(duì)通電的導(dǎo)體加上垂直于電流方向的磁場(chǎng)，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在導(dǎo)體的縱向方向產(chǎn)生電壓，這種電磁現(xiàn)象就是“霍爾效應(yīng)”。量子霍爾效應(yīng)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(yīng)”，“分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)”。

04年英國(guó)物理學(xué)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(yīng)(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(guò)，迄今從霍爾量子效應(yīng)的出現(xiàn)已經(jīng)130年的時(shí)間，而在物理學(xué)界在這一領(lǐng)域研究一直停留在二維或準(zhǔn)二維體系之間，都沒(méi)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(hào)復(fù)旦大學(xué)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(yīng)并在英國(guó)《自然》雜志刊登最新戰(zhàn)報(bào)《砷化鎘中基于外爾軌道的量子霍爾效應(yīng)》（“Quantum Hall effect based on Weyl orbits inCd3As2”）震驚國(guó)際物理學(xué)界，這是中國(guó)在量子霍爾效應(yīng)第一次突破二維空間，走向三維空間修發(fā)賢在過(guò)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(guó)青年千人人才計(jì)劃之一，著眼于最新型量子材料的生長(zhǎng)、電學(xué)、磁學(xué)和光電特性等這方面的科研

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

這一科技領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)，將來(lái)將用到在電子器件領(lǐng)域，也是一種實(shí)用新型專利器件。修發(fā)賢說(shuō)：“鑒于這類拓?fù)涞依税虢饘偕榛k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(yīng)用在紅外探測(cè)及遙感領(lǐng)域”