具有电磁性质的石墨烯的制备

  摘要:石墨烯具有许多理想的性能,但电特性并不是其中之一。石墨烯的磁性可以通过添加具有磁性的杂质物质来实现。但这会破坏石墨烯的电子性能。现在物理学家发现了一种既可以实现石墨烯磁性又不破坏其电子性能的方法。他们通过将石墨片近距离的靠近磁绝缘体(即一种具有电磁特性的电绝缘体)来完成。
  石墨烯是排列在六方晶格中的碳原子组成的一个原子厚度的石墨片,具有许多理想的性能。
  磁性并不属于其中之一,石墨烯的磁性可以通过掺杂其他具有电磁特性的物质来实现,但这种方法会破坏石墨烯的电子特性。
  现在加州大学河滨分校的物理学家的团队发现了一个具有独创性的方法,通过将石墨片近距离的靠近磁绝缘体(一种具有电磁特性的电绝缘体)来实现石墨烯的电磁特性,同时不破坏其电子性能。
  物理学和天文学的教授石敬说“这是次通过这种方法来实现石墨烯的磁特性,”物理学和天文学的教授石敬说,他的实验室主导了这项研究。“磁性石墨烯获得了新的电子性能,也就引起了新的量子现象,这些新的性能有利于开发新的,更加稳健的多功能的电子设备.”
  因为电脑芯片是通过电子自旋来存储数据的,这些发现有利于增加石墨烯在电脑方面的应用。
  研究成果在这个月初已发布在Physical Review Letters的在线版上.
  石教授和他的团队用的磁绝缘体是在实验室里利用激光分子束外延法生长的钇铁石榴石。研究人员利用原子能将单层石墨烯片放置在光滑的钇铁石榴石片上。他们发现钇铁石榴石会使得石墨烯磁化。也就是说,石墨烯从钇铁石榴石里直接的借来了磁特性。
  磁性物质,比如说铁,会干扰石墨烯的电传导。研究人员为了避开了这些物质干扰而选择了钇铁石榴石,因为钇铁石榴石表现的就像一种电绝缘体,这也意味着它不会干涉石墨烯的电子传输性能。不是通过掺杂的方法,而是通过简单的将石墨烯贴近钇铁石榴石,就保留了石墨烯优异的电子传输性能能。
  在他们的实验中,石教授和他的团队将石墨烯放外部磁场的环境下。他们发现石墨烯的霍尔电压(即垂直方向的电压电流)与钇铁石榴石呈线性相关,即大家所知的反霍尔效应,这可以在诸如铁、钴等磁性材料中见到。这证实了他们的石墨烯片已经具有磁特性。
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