“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)？”2025年10月，修發(fā)賢及其團隊第一次用高質(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)時的實驗結(jié)果，實際的電子運動機制并不明確。

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)絲大小的實驗材料，快如閃電的電子運動速度，這實驗該怎么做？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發(fā)生變化?！毙薨l(fā)賢比劃出一個“橫倒的梯形”。

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，電子的運動時間也在變。所以，電子在做與樣品厚度相關(guān)的縱向運動，其隧穿行為被證明了。