“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)？”2025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。“屋頂被傾斜了，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”。

通過測(cè)量量子霍爾平臺(tái)出現(xiàn)的磁場(chǎng)，可以用公式推算出量子霍爾臺(tái)階。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電子在其中的運(yùn)動(dòng)軌道能量直接受到樣品厚度的影響。這說(shuō)明，隨著樣品厚度的變化，電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間也在變。所以，電子在做與樣品厚度相關(guān)的縱向運(yùn)動(dòng)，其隧穿行為被證明了。