通过测量量子霍尔平台出现的磁场，可以用公式推算出量子霍尔台阶。实验发现，电子在其中的运动轨道能量直接受到样品厚度的影响。这说明，随着样品厚度的变化，电子的运动时间也在变。所以，电子在做与样品厚度相关的纵向运动，其隧穿行为被证明了。
“电子在上表面走一段四分之一圈，穿越到下表面，完成另外一个四分之一圈后，再穿越回上表面，形成半个闭环，这个隧穿行为也是无耗散的，所以可以保证电子在整个回旋运动中仍然是量子化的。”修发贤说，整个轨道就是三维的“外尔轨道”，是砷化镉纳米结构中量子霍尔效应的来源。
至此，三维量子霍尔效应的奥秘终于被揭开了。
全文亮点
基于三维拓扑半金属材料Cd3As2，发现一种新型的量子霍尔效应，认为三维量子霍尔效应的来源于与外尔轨道。
利用楔形Cd3As2纳米片，发现样品厚度对量子霍尔输运产生极大的调制。
朗道能级与磁场强度以及方向，以及样品厚度的依赖关系，与理论预测符合。
三维量子霍尔效应
修发贤，于2007年获得加州大学河滨分校博士学位。2008至2011年在加州大学洛杉矶分校做博士后研究。2011年担任爱荷华州立大学助理教授。2012年入选青年千人计划，2013年入职复旦大学并获得优青和浦江人才计划支持。
修发贤课题组主要从事拓扑狄拉克材料的生长、量子调控以及新型二维原子晶体的器件研究。在狄拉克材料方面致力于新型量子材料的生长、物性测量以及量子器件的制备与表征。在二维材料的器件方面主要研究其电学、磁学和光电特性。
在过去的十余年中，在学术期刊Nature Materials， Nature Nanotechnology， Nature Communications， JACS， Nano Letters等发表SCI论文100余篇。目前工作重点是新型狄拉克材料的生长、量子调控以及新型二维原子晶体的器件研究。
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