Title

三维量子霍尔效应中的反常输运现象

Speaker

Prof. Xiaoxiao Zhang

Huazhong University of Science and Technology 

Time

3：00pm, June 15, 2026

Place

Material Science and Research Building B902

张骁骁，华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心和物理学院教授。2012年毕业于清华大学，2018年在东京大学获博士学位后，在加拿大不列颠哥伦比亚大学、日本理化学研究所工作。研究方向为理论凝聚态物理，如拓扑与关联系统的输运、磁光激发调控的量子物性与开放系统。

Abstract

超越传统二维机制实现三维量子霍尔效应(QHE)是学界长期以来的追求，而量子材料的涌现激发了各类新型磁输运的测量研究。在其三维代表——外尔半金属中尽管被提出可实现三维QHE，其量子化霍尔电阻却与各类(准)二维QHE并无显著不同，且在实验相图中常常紧邻而难以区分，阻碍了相关研究的深入。针对这一困难，我们提出从二维到三维，测量构型的转变具有核心意义。在QHE区域内，霍尔平台之外可产生包括负电阻、量子振荡、可调量子化等一系列反常现象，揭示三维以独特方式超出了二维QHE以及经典的拓扑数-输运对应关系，提供了指标性的实验预言。此外，多种磁性外尔半金属中的磁输运实验中，常发现对外磁场非单调的霍尔信号，与普通霍尔效应+反常霍尔效应的图像不尽相符。我们指出存在一类系统的非单调霍尔机制，结合内在的时间反演对称破缺的拓扑以及外场诱导的磁量子效应，并且不需要对费米面的精细调节，为多种材料中的输运现象提供了物理图像。

[1] X.-X. Zhang, N. Nagaosa, Nano Lett. 22, 3033 (2022)

[2] X.-X. Zhang, N. Nagaosa, Phys. Rev. Lett. 133, 166301 (2024)

[3] M. Lu, X.-X. Zhang, Phys. Rev. Lett. 136, 026602 (2026)