石墨烯呈现创纪录高磁阻

科技日报记者 张佳欣

据最新一期《自然》杂志上发表的论文，英国曼彻斯特大学研究人员报告了在环境条件下石墨烯中出现的创纪录的高磁阻。

图片来源：物理学家组织网

在磁场下能强烈改变电阻率的材料会被广泛应用，例如每辆汽车和每台计算机都包含的微型磁传感器。

这种材料很稀有，在室温和实际可行的磁场中，大多数金属和半导体的电阻率只会变化零点几个百分点（通常不到百万分之一）。

为了观察到强烈的磁阻响应，研究人员通常将材料冷却到液氦温度，这样其内部的电子散射就会减少，并可以遵循回旋轨道。

曼彻斯特大学研究小组发现，在过去20年里已经过详细研究的石墨烯，表现出了非常强烈的响应，在标准永磁体（约1000高斯，或1特斯拉）的磁场中磁阻率达到了100%以上。在所有已知材料中，这是一个创纪录的磁阻。

谈到这一最新发现，该研究领导、2010年诺贝尔物理学奖得主安德烈·盖姆教授表示：“像我这样从事石墨烯研究的人总是觉得，这个物理金矿早就应该耗尽了。但这些材料不断地表明我们错了。”

研究人员此次使用了高质量的石墨烯，并将这些石墨烯调整到其固有的原始状态，这就产生了一种快速移动的“狄拉克费米子”等离子体，尽管散射频繁，仍表现出惊人的高迁移率，这正是特大磁电阻的关键指标。

除了创纪录的磁阻外，研究人员还发现，在较高的温度下，中性石墨烯成为一种所谓的“奇异金属”，人们对“奇异金属”行为知之甚少，目前仍是全世界正在探索的谜团。