新華社合肥5月15日電（記者徐海濤）霍爾效應(yīng)描述了當(dāng)磁場(chǎng)加載到金屬和半導(dǎo)體上時(shí),，電力與磁力之間的一種相互關(guān)系,。近140年來，國(guó)際科學(xué)界相繼發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)和量子霍爾效應(yīng)。近期,，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)喬振華課題組與南方科技大學(xué)張立源課題組等合作,，首次在毫米級(jí)的碲化鋯材料上觀測(cè)到了三維量子霍爾效應(yīng)。

日前,，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了該研究成果,。“這一新的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),，給了我們一個(gè)新的材料體系,，其中也能產(chǎn)生拓?fù)湫颉,！泵绹?guó)國(guó)家科學(xué)院院士文小剛高度評(píng)價(jià)說,。

1879年，美國(guó)科學(xué)家埃德溫·霍爾在實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)了“霍爾效應(yīng)”,，這對(duì)二極管的發(fā)明及半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,。1980年，德國(guó)科學(xué)家馮·克利青首次在二維體系里發(fā)現(xiàn)了量子霍爾效應(yīng),，改變了學(xué)界對(duì)物態(tài)和相變的理解,，并把拓?fù)涞母拍钜氲轿锢韺W(xué)研究領(lǐng)域，他也因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。

能否在三維體系中也觀測(cè)到量子霍爾效應(yīng),？這對(duì)測(cè)量條件、材料體系的要求異?？量?，幾十年來，科學(xué)界一直未能突破,。

碲化鋯是一種具有特殊性質(zhì)的新材料,，南方科大張立源團(tuán)隊(duì)從2014年起開始研究，意外發(fā)現(xiàn)這是一種研究三維體系的理想材料,。2017年初,，從事相同研究方向的中國(guó)科大喬振華團(tuán)隊(duì)與張立源團(tuán)隊(duì)開始合作，他們測(cè)試分析了大量來自國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)的樣品,，終于在碲化鋯這種三維材料上觀測(cè)到了量子霍爾效應(yīng),。

據(jù)了解，自從1980年發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)后,，學(xué)界把注意力集中在二維體系,。這次發(fā)現(xiàn)的三維量子霍爾效應(yīng)，補(bǔ)全了霍爾效應(yīng)家族的一個(gè)重要拼圖,。

“豐富多彩的三維體系,，將吸引眾多學(xué)者加入到新型的三維量子物態(tài)以及相變領(lǐng)域的研究中,，并為霍爾效應(yīng)家族的發(fā)展提供一個(gè)全新的領(lǐng)域和視角?！眴陶袢A說,。

140年前，埃德溫·霍爾教授還無(wú)法回答經(jīng)典霍爾效應(yīng)能做什么,。如今,，經(jīng)典霍爾效應(yīng)已走入大眾生活，廣泛應(yīng)用于汽車,、家電,、手機(jī)等產(chǎn)品。三維量子霍爾效應(yīng)未來會(huì)有什么樣的應(yīng)用,？科學(xué)界將繼續(xù)尋求答案,。