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1879年，美国物理学家霍尔发现霍尔效应，向高能导体施加垂直于电流方向的磁场，电子的运动路径发生偏转，并在导体的纵向产生电压的现象就是霍尔效应。1980年，德国科学家冯·克利青首次在二维体系里发现了量子霍尔效应，但一百多年来，大家对量子霍尔效应的研究依然停留在二维体系。直到2018年复旦大学物理学系修发贤课题组在拓扑半金属砷化镉纳米片中观测到了由外尔轨道形成的新型三维量子霍尔效应的直接证据，便将关于三维量子霍尔效应的相关研究成果以《砷化镉中基于外尔轨道的量子霍尔效应》为题发表在英国杂志《自然》上，这也是很大的科研成果。

它可以为未来三维空间的量子化传输提供新的思路和实验依据，在光电探测、拓扑量子计算、低功耗电子器件等方面具有很高的应用价值。可以说是凝聚态物理领域重要的科学进展。

反常霍尔效应是，电导是由材料本身的自发磁化产生，这是一种新的重要物理效应。反常霍尔效应明显不同于普通霍尔效应。反常霍尔效应是霍尔在1881年研究磁霍尔效应时发现的，霍尔效应也可以在不添加外部磁场的情况下观察到。零磁场中的霍尔效应是反常霍尔效应。

量子反常霍尔效应也不同于量子霍尔效应，量子霍尔效应需要强磁场才能看到，而量子反常霍尔效应并不依赖于强磁场，而是由材料本身的自发磁化产生的，这意味着量子霍尔状态可以在零磁场中实现，更容易应用于电子设备，人们在日常生活中需要。