具有電磁性質的石墨烯的制備

  摘要:石墨烯具有許多理想的性能,但電特性并不是其中之一。石墨烯的磁性可以通過添加具有磁性的雜質物質來實現。但這會破壞石墨烯的電子性能?,F在物理學家發現了一種既可以實現石墨烯磁性又不破壞其電子性能的方法。他們通過將石墨片近距離的靠近磁絕緣體(即一種具有電磁特性的電絕緣體)來完成。
  石墨烯是排列在六方晶格中的碳原子組成的一個原子厚度的石墨片,具有許多理想的性能。
  磁性并不屬于其中之一,石墨烯的磁性可以通過摻雜其他具有電磁特性的物質來實現,但這種方法會破壞石墨烯的電子特性。
  現在加州大學河濱分校的物理學家的團隊發現了一個具有獨創性的方法,通過將石墨片近距離的靠近磁絕緣體(一種具有電磁特性的電絕緣體)來實現石墨烯的電磁特性,同時不破壞其電子性能。
  物理學和天文學的教授石敬說“這是次通過這種方法來實現石墨烯的磁特性,”物理學和天文學的教授石敬說,他的實驗室主導了這項研究。“磁性石墨烯獲得了新的電子性能,也就引起了新的量子現象,這些新的性能有利于開發新的,更加穩健的多功能的電子設備.”
  因為電腦芯片是通過電子自旋來存儲數據的,這些發現有利于增加石墨烯在電腦方面的應用。
  研究成果在這個月初已發布在Physical Review Letters的在線版上.
  石教授和他的團隊用的磁絕緣體是在實驗室里利用激光分子束外延法生長的釔鐵石榴石。研究人員利用原子能將單層石墨烯片放置在光滑的釔鐵石榴石片上。他們發現釔鐵石榴石會使得石墨烯磁化。也就是說,石墨烯從釔鐵石榴石里直接的借來了磁特性。
  磁性物質,比如說鐵,會干擾石墨烯的電傳導。研究人員為了避開了這些物質干擾而選擇了釔鐵石榴石,因為釔鐵石榴石表現的就像一種電絕緣體,這也意味著它不會干涉石墨烯的電子傳輸性能。不是通過摻雜的方法,而是通過簡單的將石墨烯貼近釔鐵石榴石,就保留了石墨烯優異的電子傳輸性能能。
  在他們的實驗中,石教授和他的團隊將石墨烯放外部磁場的環境下。他們發現石墨烯的霍爾電壓(即垂直方向的電壓電流)與釔鐵石榴石呈線性相關,即大家所知的反霍爾效應,這可以在諸如鐵、鈷等磁性材料中見到。這證實了他們的石墨烯片已經具有磁特性。
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