通過測量量子霍爾平臺出現(xiàn)的磁場,，可以用公式推算出量子霍爾臺階,。實驗發(fā)現(xiàn),，電子在其中的運(yùn)動軌道能量直接受到樣品厚度的影響,。這說明，隨著樣品厚度的變化,，電子的運(yùn)動時間也在變,。所以，電子在做與樣品厚度相關(guān)的縱向運(yùn)動,，其隧穿行為被證明了,。

“電子在上表面走一段四分之一圈，穿越到下表面,，完成另外一個四分之一圈后，再穿越回上表面,，形成半個閉環(huán),，這個隧穿行為也是無耗散的，所以可以保證電子在整個回旋運(yùn)動中仍然是量子化的,?！毙薨l(fā)賢說，整個軌道就是三維的“外爾軌道”,，是砷化鎘納米結(jié)構(gòu)中量子霍爾效應(yīng)的來源,。

至此，三維量子霍爾效應(yīng)的奧秘終于被揭開了,。

全文亮點

基于三維拓?fù)浒虢饘俨牧螩d3As2,，發(fā)現(xiàn)一種新型的量子霍爾效應(yīng)，認(rèn)為三維量子霍爾效應(yīng)的來源于與外爾軌道,。

利用楔形Cd3As2納米片,，發(fā)現(xiàn)樣品厚度對量子霍爾輸運(yùn)產(chǎn)生極大的調(diào)制。

朗道能級與磁場強(qiáng)度以及方向,，以及樣品厚度的依賴關(guān)系,，與理論預(yù)測符合。

三維量子霍爾效應(yīng)

修發(fā)賢,，于2007年獲得加州大學(xué)河濱分校博士學(xué)位,。2008至2011年在加州大學(xué)洛杉磯分校做博士后研究。2011年擔(dān)任愛荷華州立大學(xué)助理教授,。2012年入選青年千人計劃,，2013年入職復(fù)旦大學(xué)并獲得優(yōu)青和浦江人才計劃支持。

修發(fā)賢課題組主要從事拓?fù)涞依瞬牧系纳L,、量子調(diào)控以及新型二維原子晶體的器件研究,。在狄拉克材料方面致力于新型量子材料的生長,、物性測量以及量子器件的制備與表征。在二維材料的器件方面主要研究其電學(xué),、磁學(xué)和光電特性,。

在過去的十余年中，在學(xué)術(shù)期刊Nature Materials,， Nature Nanotechnology,， Nature Communications， JACS,， Nano Letters等發(fā)表SCI論文100余篇,。目前工作重點是新型狄拉克材料的生長、量子調(diào)控以及新型二維原子晶體的器件研究,。