美研發(fā)磁性石墨烯 助力新一代信息存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展

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(duì)發(fā)現(xiàn)了一種在保持石墨烯電子特性的同時(shí)使其具有磁性的方法。(來源：加州大學(xué)河濱分校Shi實(shí)驗(yàn)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(duì)創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)了一種在保持電子特性的同時(shí)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(shí)驗(yàn)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(huì)引起更加先進(jìn)和多功能化的電子器件的發(fā)展。”這個(gè)發(fā)現(xiàn)也有助于提高石墨烯作為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)芯片在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用。

研究結(jié)果在本月早些時(shí)候發(fā)表在 Physical Review Letters網(wǎng)站上。Shi和他的團(tuán)隊(duì)使用的磁性絕緣體是實(shí)驗(yàn)室制備的激光分子束外延生長(zhǎng)的釔鐵石榴石膜。研究人員把單層石墨烯放在原子級(jí)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(jiǎn)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(huì)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(huì)影響石墨烯的電輸運(yùn)特性。研究人員通過簡(jiǎn)單的放置處理而非磁性摻雜，確保石墨烯出色的電輸運(yùn)特性保持不變。

實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)Shi和他的團(tuán)隊(duì)把石墨烯暴露在外部磁場(chǎng)中時(shí)，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?；魻栃?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。