石墨烯呈現創(chuàng)紀錄高磁阻

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科技日報記者 張佳欣

據最新一期《自然》雜志上發(fā)表的論文，英國曼徹斯特大學研究人員報告了在環(huán)境條件下石墨烯中出現的創(chuàng)紀錄的高磁阻。

圖片來源：物理學家組織網

在磁場下能強烈改變電阻率的材料會被廣泛應用，例如每輛汽車和每臺計算機都包含的微型磁傳感器。

這種材料很稀有，在室溫和實際可行的磁場中，大多數金屬和半導體的電阻率只會變化零點幾個百分點（通常不到百萬分之一）。

為了觀察到強烈的磁阻響應，研究人員通常將材料冷卻到液氦溫度，這樣其內部的電子散射就會減少，并可以遵循回旋軌道。

曼徹斯特大學研究小組發(fā)現，在過去20年里已經過詳細研究的石墨烯，表現出了非常強烈的響應，在標準永磁體（約1000高斯，或1特斯拉）的磁場中磁阻率達到了100%以上。在所有已知材料中，這是一個創(chuàng)紀錄的磁阻。

談到這一最新發(fā)現，該研究領導、2010年諾貝爾物理學獎得主安德烈·蓋姆教授表示：“像我這樣從事石墨烯研究的人總是覺得，這個物理金礦早就應該耗盡了。但這些材料不斷地表明我們錯了。”

研究人員此次使用了高質量的石墨烯，并將這些石墨烯調整到其固有的原始狀態(tài)，這就產生了一種快速移動的“狄拉克費米子”等離子體，盡管散射頻繁，仍表現出驚人的高遷移率，這正是特大磁電阻的關鍵指標。

除了創(chuàng)紀錄的磁阻外，研究人員還發(fā)現，在較高的溫度下，中性石墨烯成為一種所謂的“奇異金屬”，人們對“奇異金屬”行為知之甚少，目前仍是全世界正在探索的謎團。

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