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科技日?qǐng)?bào)記者?張佳欣
據(jù)最新一期《自然》雜志上發(fā)表的論文，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)研究人員報(bào)告了在環(huán)境條件下石墨烯中出現(xiàn)的創(chuàng)紀(jì)錄的高磁阻。
圖片來(lái)源：物理學(xué)家組織網(wǎng)
在磁場(chǎng)下能強(qiáng)烈改變電阻率的材料會(huì)被廣泛應(yīng)用，例如每輛汽車(chē)和每臺(tái)計(jì)算機(jī)都包含的微型磁傳感器。
這種材料很稀有，在室溫和實(shí)際可行的磁場(chǎng)中，大多數(shù)金屬和半導(dǎo)體的電阻率只會(huì)變化零點(diǎn)幾個(gè)百分點(diǎn)（通常不到百萬(wàn)分之一）。
為了觀察到強(qiáng)烈的磁阻響應(yīng)，研究人員通常將材料冷卻到液氦溫度，這樣其內(nèi)部的電子散射就會(huì)減少，并可以遵循回旋軌道。
曼徹斯特大學(xué)研究小組發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去20年里已經(jīng)過(guò)詳細(xì)研究的石墨烯，表現(xiàn)出了非常強(qiáng)烈的響應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)永磁體（約1000高斯，或1特斯拉）的磁場(chǎng)中磁阻率達(dá)到了100%以上。在所有已知材料中，這是一個(gè)創(chuàng)紀(jì)錄的磁阻。
談到這一最新發(fā)現(xiàn)，該研究領(lǐng)導(dǎo)、2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主安德烈·蓋姆教授表示：“像我這樣從事石墨烯研究的人總是覺(jué)得，這個(gè)物理金礦早就應(yīng)該耗盡了。但這些材料不斷地表明我們錯(cuò)了。”
研究人員此次使用了高質(zhì)量的石墨烯，并將這些石墨烯調(diào)整到其固有的原始狀態(tài)，這就產(chǎn)生了一種快速移動(dòng)的“狄拉克費(fèi)米子”等離子體，盡管散射頻繁，仍表現(xiàn)出驚人的高遷移率，這正是特大磁電阻的關(guān)鍵指標(biāo)。
除了創(chuàng)紀(jì)錄的磁阻外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，在較高的溫度下，中性石墨烯成為一種所謂的“奇異金屬”，人們對(duì)“奇異金屬”行為知之甚少，目前仍是全世界正在探索的謎團(tuán)。
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