北京时间12月18日零点，《自然》在线发表了复旦大学物理学系修发贤课题组的最新研究成果，他们发现了基于外尔轨道的三维量子霍尔效应。据介绍这是我国科学家首次在三维空间中发现量子霍尔效应。

　　近日，复旦大学物理学系修发贤课题组首先在该领域实现重大突破，在拓扑半金属砷化镉纳米片中观测到了由外尔轨道形成的新型三维量子霍尔效应的直接证据，迈出了从二维到三维的关键一步。

　　据修发贤介绍，该效应与传统的二维量子霍尔不同，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。打个比方，一个房间有天花板和地面，形成三维空间，电子可以从天花板穿越房间到达地面，然后从地面再回到天花板。

　　据悉，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，这个电磁效应称为霍尔效应。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一，迄今已有四个诺贝尔奖与其直接相关。但一百多年来，科学家们对量子霍尔效应的研究仍停留于二维体系，从未涉足三维领域。

　　在本次成果中，修发贤教授课题组在拓扑狄拉克半金属砷化镉材料里观测到三维量子霍尔效应，通过实验证明电子的隧穿过程，迈出从二维到三维的关键一步，开拓了全新的研究维度。这表明这次的新研究又向前进了一大步。