但以往的實(shí)驗證明,，量子霍爾效應(yīng)只會在二維或者準(zhǔn)二維體系中發(fā)生,。“比如說這間屋子,，除了上表面,、下表面，中間還存在一個空間,?！毙薨l(fā)賢用手上下比劃著。人們知道,，在“天花板”或者“地面”上,，電子可以沿著“邊界線”有條不紊的做著規(guī)則運(yùn)動，一列朝前,，一列向后,，像是兩列在各自軌道上疾馳的列車。那么,，在立體空間中呢,？

三維體系中存在量子霍爾效應(yīng)嗎？如果有,，電子的運(yùn)動機(jī)制是什么,？

把“房子”放歪發(fā)現(xiàn)來源于外爾軌道的運(yùn)動機(jī)制

“我們在砷化鎘納米片中看到這一現(xiàn)象時，非常震驚,，三維體系里邊怎么會出現(xiàn)量子霍爾效應(yīng),？”2016年10月，修發(fā)賢及其團(tuán)隊第一次用高質(zhì)量的三維砷化鎘納米片觀測到量子霍爾效應(yīng)的時候,，就像目睹汽車飛到空中那樣又驚又喜,。

很快，他們的這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了《自然·通訊》上。隨后,，在樣品制備過程中借鑒了修發(fā)賢團(tuán)隊前期已發(fā)表的經(jīng)驗,，日本和美國也有科學(xué)家在同樣的體系中觀測到了這一效應(yīng)。但遺憾的是,，基于當(dāng)時的實(shí)驗結(jié)果,，實(shí)際的電子運(yùn)動機(jī)制并不明確。

課題組提出了他們的猜想：一種可能的方式是從上表面到下表面的體態(tài)穿越,，電子做了垂直運(yùn)動,；另一種可能是電子在上下兩個表面，即在兩個二維體系中,，分別獨(dú)立形成了量子霍爾效應(yīng),。

課題組決定，打破砂鍋問到底,。但面對千分之一根頭發(fā)絲大小的實(shí)驗材料,，快如閃電的電子運(yùn)動速度，這實(shí)驗該怎么做,？起初,，他們也不知該如何下手。

“我們把‘房子’放歪了,！”實(shí)驗材料雖小,，靈感卻可以從日常生活而來。

修發(fā)賢課題組想了一個辦法,，他們創(chuàng)新性地利用楔形樣品實(shí)現(xiàn)可控的厚度變化,。“屋頂被傾斜了,，房子內(nèi)部上下表面的距離就會發(fā)生變化,。”修發(fā)賢比劃出一個“橫倒的梯形”,。