但以往的實(shí)驗(yàn)證明，量子霍爾效應(yīng)只會(huì)在二維或者準(zhǔn)二維體系中發(fā)生?！氨热缯f(shuō)這間屋子,，除了上表面、下表面,，中間還存在一個(gè)空間,。”修發(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(dòng),，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(dòng)機(jī)制是什么？

把“房子”放歪 發(fā)現(xiàn)來(lái)源于外爾軌道的運(yùn)動(dòng)機(jī)制

“我們?cè)谏榛k納米片中看到這一現(xiàn)象時(shí),，非常震驚,，三維體系里邊怎么會(huì)出現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)？”2016年10月,，修發(fā)賢及其團(tuán)隊(duì)第一次用高質(zhì)量的三維砷化鎘納米片觀測(cè)到量子霍爾效應(yīng)的時(shí)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(guò)程中借鑒了修發(fā)賢團(tuán)隊(duì)前期已發(fā)表的經(jīng)驗(yàn),，日本和美國(guó)也有科學(xué)家在同樣的體系中觀測(cè)到了這一效應(yīng),。但遺憾的是，基于當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,，實(shí)際的電子運(yùn)動(dòng)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(dòng),；另一種可能是電子在上下兩個(gè)表面,，即在兩個(gè)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(wèn)到底,。但面對(duì)千分之一根頭發(fā)絲大小的實(shí)驗(yàn)材料,，快如閃電的電子運(yùn)動(dòng)速度,，這實(shí)驗(yàn)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(yàn)材料雖小,，靈感卻可以從日常生活而來(lái),。

修發(fā)賢課題組想了一個(gè)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,?！拔蓓敱粌A斜了，房子內(nèi)部上下表面的距離就會(huì)發(fā)生變化,?！毙薨l(fā)賢比劃出一個(gè)“橫倒的梯形”。