美研发磁性石墨烯助力新一代信息存储技术发展

xhmforce · 发表于 2015-2-10 11:04:57

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[paragraph]石墨烯是一种由碳原子构成的单原子厚蜂巢形结构薄片。加州大学河滨分校的物理学家团队发现了一种在保持石墨烯电子特性的同时使其具有磁性的方法。(来源：加州大学河滨分校Shi实验室)
石墨烯是一种由碳原子构成的单原子厚蜂巢形结构薄片。石墨烯具有许多优良的性质。却不具有磁性。虽然通过磁性掺杂可以使石墨烯具有磁性，但石墨烯自身的电子特性易受到杂质的破坏。
日前，加州大学河滨分校的物理学家团队创造性地发现了一种在保持电子特性的同时使石墨烯具有磁性的方法。他们通过把石墨烯紧密贴近磁性绝缘体使其具有了磁性。
所在实验室领导了此研究的物理和天文学教授Jing Shi说：“这是首次通过此种方法使石墨烯具有磁性。该磁性石墨烯具有新的电子特性以及新的量子现象。这些性质将会引起更加先进和多功能化的电子器件的发展。”这个发现也有助于提高石墨烯作为计算机存储芯片在计算机中的应用。
研究结果在本月早些时候发表在 Physical Review Letters网站上。Shi和他的团队使用的磁性绝缘体是实验室制备的激光分子束外延生长的钇铁石榴石膜。研究人员把单层石墨烯放在原子级平整度的钇铁石榴石膜表面，发现钇铁石榴石磁化了石墨烯。简而言之，石墨烯向钇铁石榴石“借得了”磁性。
诸如铁之类的磁性物质会干扰石墨烯的电传导。研究人员没选用此类物质而选取了作为磁性绝缘体的钇铁石榴石。由于钇铁石榴石的绝缘性能，它将不会影响石墨烯的电输运特性。研究人员通过简单的放置处理而非磁性掺杂，确保石墨烯出色的电输运特性保持不变。
实验中，当Shi和他的团队把石墨烯暴露在外部磁场中时，发现石墨烯的霍尔电压(一种垂直于电流方向的电压)与钇铁石榴石的磁化线性相关(这种现象称为反常霍尔效应,出现在如铁和钴磁性材料中)。由此他们确定石墨烯具有了磁性。