英国曼彻斯特大学的Andre Geim和同事发现，石墨烯在室温下具有前所未有的磁阻。相关研究成果4月13日发表于《自然》。
为了揭示这一现象，研究团队首先给石墨烯施加电场，以平衡电荷载流子的数量。这些载流子负责产生材料的电流，由带负电荷的电子和带正电荷的空穴组成。
原始石墨烯的蜂窝状结构没有缺陷，电子和空穴数量相等。由于很难生产出这样的石墨烯，研究人员使用电场来调整有缺陷的石墨烯结构，以便在更原始的状态下研究这种材料。
因石墨烯研究获得2010年诺贝尔物理学奖的Geim表示，石墨烯材料结构上的缺陷会影响磁阻效应。
接下来，研究人员对石墨烯施加不同的磁场，以测量其磁阻变化。研究表明，即使在施加较小磁场的情况下，其磁阻也会发生巨大变化。这在一定程度上是由于石墨烯的电子和空穴具有高流动性，因此对外部磁场的微小变化非常敏感。
大多数材料仅在非常低的温度下产生磁阻。研究人员表示，在这项实验中，室温下的石墨烯比之前测试的其他材料（如石墨和铋等）的磁阻都强。
磁阻材料已被用于数据存储设备中。兰卡斯特大学的Leonid Ponomarenko表示，研究人员计划继续研究石墨烯，其“应用将随之而来”。
“这一发现为探索基础物理学打开了大门。”新加坡国立大学的Antonio Helio Castro Neto表示，因为石墨烯是一种二维材料，这些载流子的运动被限制在一个薄层内。在这种情况下，空穴和电子之间的相互作用变得非常强，因此有空间操纵这些相互作用，并进一步研究是什么在控制它们。
相关论文信息：https://doi.org/ 10.1038/s41586-023-05807-0
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