nature砷化镉中基于外尔轨道的量子霍尔效应
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砷化镉（Cd3As2）是一种具有独特电子结构和性质的拓扑绝缘体，在最近的研究中已经发现了基于外尔轨道的量子霍尔效应。量子霍尔效应是一种在二维电子系统中出现的量子现象，其
核心是晶格中的外尔点在外加磁场下形成的一维Landau能级。而在砷化镉中，由于其特殊的电子结构和拓扑性质，使得外尔点与外尔点之间的相对偏转（topological chiarge pumping）在外加磁场下会导致量子霍尔效应。
editor decision started nature砷化镉的晶格结构是六方晶格，其电子结构具有非常特殊的特点，其中外尔点位于费米能级上，这种情况在自然界中是非常罕见的。在六方晶格结构中，外尔点的位置高度对称，位于能带上并没有错位。而这种高度对称性导致了外尔点之间的偏转机制被削弱，使得外尔点在外磁场下会形成一维Landau能级而非传统的二维。
基于外尔轨道的量子霍尔效应在砷化镉中的验证实验是通过测量宏大尺寸晶体中的霍尔电阻进行的。在外加垂直磁场下，砷化镉晶格中的外尔点被分离开来，形成一维的Landau能级，在这个过程中会产生一维的传输态。通过在不同磁场下测量霍尔电阻曲线，研究人员发现了一个非常清晰的Hall plateau，表明了外尔点之间的传输态形成了一维Landau能级。这种一维传输态在量子霍尔效应中的发现意味着砷化镉的外尔点性质需要以一维Landau能级来解释。
基于外尔轨道的量子霍尔效应不仅在砷化镉中有着重要的物理意义，还可以为拓扑绝缘体和
外尔半金属等领域的研究提供新的理论基础和实验验证方法。这种量子效应的发现也为实现量子霍尔效应在未来量子计算和信息传输中的应用提供了新的思路。
基于外尔轨道的量子霍尔效应在砷化镉中的发现为研究人员提供了一个独特的拓扑系统，揭示了砷化镉中外尔点的特殊性质，并且为拓扑绝缘体和外尔半金属等领域的研究带来了新的启示，为未来的量子计算和信息传输技术的发展提供了新的可能性。