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加州大學研究人員發現磁性石墨烯 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2015-01-29 11:38:33 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/班建偉)加州大學河濱分校的物理學家們研制出了具有磁性的石墨烯,同時成功保留其電子特性。
石墨烯是六角晶格的碳原子所組成的單層片材料,具有許多優秀特性。但是它不具有有磁性,常見的解決方法是在石墨烯中引入磁性雜質原子,但是摻雜又破壞了其電子特性。
加州大學河濱分校的物理學家們發現了一種磁性石墨烯的制備方法,并可保留其電子特性,該方法是通過將石墨烯附著有磁性的電絕緣體來實現的。該研究是在物理學及天文學教授Jing Shi的實驗室中進行的。磁性石墨烯獨特的電子性質會引發新奇的量子現象,也會促進功能更全面、用途更多的全新電子設備出現。
由于計算機芯片儲存數據的基礎原理就是磁性材料的電子自旋,該項發現表明石墨烯還有可能用于計算機中。該項研究結果已公開發表在本月早些時候的Physical Review Letters期 刊上。
研究中用到的磁性電絕緣體材料是該實驗室利用激光分子束外延技術制備出的釔鐵石榴石。研究人員們將石墨烯放置在具有原子層單位平整度的釔鐵石榴石上后,發現釔鐵石榴石可以向石墨烯片層充磁,即石墨烯的磁性是從釔鐵石榴石上轉移而來的。
研究人員選用釔鐵石榴石作為基體材料是因為鐵等一些磁性材料會降低石墨烯的導電性,而釔鐵石榴石是電絕緣體,不會干擾石墨烯的電子傳輸能力。通過將石墨烯放置于釔鐵石榴石層片上來獲取磁性,而非摻雜,就可完全保持其優異的電子傳輸能力。
該研究小組將石墨烯置于一個外加磁場內,結果發現石墨烯的霍爾電壓(導體置于磁場中時產生的與電流方向垂直的電壓)與釔鐵石榴石的磁化強度呈線性關系(鐵、鈷等磁性材料具有反?;魻栃瑢嶒灲Y果表明石墨烯已被磁化。
該研究項目由美國能源部和美國國家科學基金會資助。
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