石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單原子厚蜂巢形結(jié)構(gòu)薄片。加州大學(xué)河濱分校的物理學(xué)家團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一種在保持石墨烯電子特性的同時使其具有磁性的方法。(來源：加州大學(xué)河濱分校Shi實驗室)

 

      石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單原子厚蜂巢形結(jié)構(gòu)薄片。石墨烯具有許多優(yōu)良的性質(zhì)。卻不具有磁性。雖然通過磁性摻雜可以使石墨烯具有磁性，但石墨烯自身的電子特性易受到雜質(zhì)的破壞。

 

      日前，加州大學(xué)河濱分校的物理學(xué)家團(tuán)隊創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)了一種在保持電子特性的同時使石墨烯具有磁性的方法。他們通過把石墨烯緊密貼近磁性絕緣體使其具有了磁性。

 

      所在實驗室領(lǐng)導(dǎo)了此研究的物理和天文學(xué)教授Jing Shi說：“這是首次通過此種方法使石墨烯具有磁性。該磁性石墨烯具有新的電子特性以及新的量子現(xiàn)象。這些性質(zhì)將會引起更加先進(jìn)和多功能化的電子器件的發(fā)展。”這個發(fā)現(xiàn)也有助于提高石墨烯作為計算機存儲芯片在計算機中的應(yīng)用。

 

      研究結(jié)果在本月早些時候發(fā)表在 Physical Review Letters網(wǎng)站上。Shi和他的團(tuán)隊使用的磁性絕緣體是實驗室制備的激光分子束外延生長的釔鐵石榴石膜。研究人員把單層石墨烯放在原子級平整度的釔鐵石榴石膜表面，發(fā)現(xiàn)釔鐵石榴石磁化了石墨烯。簡而言之，石墨烯向釔鐵石榴石“借得了”磁性。

 

      諸如鐵之類的磁性物質(zhì)會干擾石墨烯的電傳導(dǎo)。研究人員沒選用此類物質(zhì)而選取了作為磁性絕緣體的釔鐵石榴石。由于釔鐵石榴石的絕緣性能，它將不會影響石墨烯的電輸運特性。研究人員通過簡單的放置處理而非磁性摻雜，確保石墨烯出色的電輸運特性保持不變。

 

      實驗中，當(dāng)Shi和他的團(tuán)隊把石墨烯暴露在外部磁場中時，發(fā)現(xiàn)石墨烯的霍爾電壓(一種垂直于電流方向的電壓)與釔鐵石榴石的磁化線性相關(guān)(這種現(xiàn)象稱為反常霍爾效應(yīng),出現(xiàn)在如鐵和鈷磁性材料中)。由此他們確定石墨烯具有了磁性。