布法罗大学团队在石墨烯材料中诱导出了“人工电磁结构”

来源：cnBeta.COM 　2021-03-02 14:39:33

石墨烯具有诸多实用的特性，但磁性通常与之没有太大的关联。有趣的是，布法罗大学的一支研究团队设法在材料中诱导出了“人工电磁结构”，有望在自旋电子学的新兴领域产生重大影响。据悉，作为单个碳原子厚度的晶格薄片，穿过石墨烯材料移动的电子会被限制在 2D 维度，从而产生一些有趣的电特性。

此前，已有许多研究团队将石墨烯材料应用于制造半导体、超导体，并且能够作为良好的热导体。此外尽管柔软且重量轻，但石墨烯本身又相当坚固。

如果不是看到布法罗大学(University of Buffalo)的这项新研究，我们甚至很难想象石墨烯可以和“磁性”沾上新的关系。

如上图所示，白色矩形部分为一个 20nm 厚的磁体(厚度是石墨烯的 20 倍以上)，虚线周围则是布置了八个石墨烯电极。

研究资深作者 Jonathan Bird 表示：“两者的大小差异，有点像是放在纸上的一块砖”。

在磁体附近的八个电极，旨在测量其导电率是如何随着磁体响应而变化。虽然这种作用距离磁体本身听起来只有几微米远，但在微观尺度上的表现已经相当振奋人心。

不过先前的研究，还提出过将石墨烯暴露于钇铁石榴石中、或将材料的两层扭曲成“魔角”，以将石墨烯磁化的实现方法。

为了了解这种磁性是如何在石墨烯材料中产生的，显然还需要进一步的研究。一种观点是，这可能与粒子的自旋极化 / 轨道耦合、或两者的共同影响有关。

若真如此，那磁性石墨烯或为新兴的“自旋电子学”开辟新的研究方向。与当前的电子设备相比，它至少能够对数据实现更密集的编码。

有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《物理品论快报》(Physical Review Letters)上。

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