2026年4月29日，南京大学王雷教授、于葛亮教授、上海科技大学刘健鹏副教授、南方科技大学赵悦副教授合作Nature上发表题为：Transdimensional anomalous Hall effect in rhombohedral thin graphite 的研究论文。该研究报道了菱方薄层石墨烯中的变维反常霍尔效应。
南京大学物理学院李庆鑫博士、南方科技大学凡华博士和上海科技大学李敏博士为论文共同第一作者；南京大学物理学院王雷教授、上海科技大学刘健鹏副教授、南方科技大学赵悦副教授以及南京大学于葛亮教授为共同通讯作者。
反常霍尔效应（AHE）发生于时间反演对称性破缺的材料中，是磁有序与电子轨道运动相互耦合的典型体现 。在二维（2D）体系中，反常霍尔效应与面外轨道磁化强度相耦合，而该面外轨道磁化源于面内的手性轨道运动。而在三维（3D）体系中，当样品厚度远大于垂直方向相干输运长度lz时，其反常霍尔效应本质上是经厚度平均后的二维等效形式，仍由面内轨道运动产生的面外轨道磁化强度主导。
本文中，研究团队在多层菱方石墨烯中实验观测到了一种全新类型的反常霍尔效应。该效应可同时耦合面内与面外轨道磁化强度，在面内与面外磁场下均能观测到显著的霍尔电阻回滞现象。这一量子态源于一种特殊的金属相：在电子 - 电子相互作用的驱动下，该相自发破缺了时间反演、镜面与旋转三种对称性。
研究团队对 3~15 层的多个器件开展了系统测试，发现该现象仅在 2~5 纳米的中等厚度区间内出现。理论计算结果表明，该厚度窗口内的载流子，可同时在二维平面内、以及跨二维平面的方向上维持相干轨道运动。
综合实验与理论结果，研究人员在二维与三维体系之间，发现了一个此前未被探明的 “跨维度” 区间。该区间内的样品厚度虽远大于原子间距，却与垂直相干输运长度lz相当，正是这一特殊尺度区间，催生了这种全新的物态——跨维度反常霍尔效应。本研究发现了一类全新的反常霍尔效应，为跨维度体系下的关联物理与拓扑物理研究，开辟了尚未被探索的新范式。
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