石墨烯堆積時發(fā)現(xiàn)的罕見電子狀態(tài)

超特殊材料石墨烯繼續(xù)讓科學家們感到驚訝和著迷，這一次揭示了一種罕見的電子狀態(tài)，稱為“鐵谷三性”，當石墨烯以特定的五層組合堆疊時就會發(fā)生。

當處于這種新狀態(tài)時，石墨烯堆棧表現(xiàn)出奇怪而奇妙的磁性和電子行為，由麻省理工學院 （MIT）、哈佛大學和日本國家材料科學研究所的研究人員報道。

以這種方式使用石墨烯可以幫助經(jīng)典和量子計算機，根據(jù)該團隊的說法，特別是在創(chuàng)建提供大容量但運行所需的相對較少能量的數(shù)據(jù)存儲解決方案方面。

“石墨烯是一種迷人的材料，”說麻省理工學院物理學家龍菊?！澳闾砑拥拿恳粚踊旧隙冀o你一種新材料。

“現(xiàn)在這是我們第一次在五層石墨烯中看到鐵谷三性和非常規(guī)磁性。但我們沒有看到一層、兩層、三層或四層的這種屬性。

亞鐵材料在它們的電、磁或結構特性中表現(xiàn)出某種協(xié)調(diào)的行為——例如，磁鐵具有所有電子旋轉并指向同一方向，而不受外部磁場的引導。

在其他材料中，電子可能會排列在微小的漩渦中。待成為多鐵性，則同一材質(zhì)必須顯示多種類型的協(xié)調(diào)行為。

根據(jù)他們的計算，研究人員認為，如果將五層排列成一個，石墨烯可能會變成多鐵性。菱形圖案（與堆疊在一起的雞絲網(wǎng)沒有什么不同）。

重要的是，這創(chuàng)造了一個電子減慢的環(huán)境，鐵線排列開始發(fā)生。通過對石墨烯片它自然形成了五層，在這種特殊的模式中，研究人員確實看到了多鐵性行為。

首先，存在非常規(guī)磁性，其中電子協(xié)調(diào)了它們的軌道運動（而不是像標準磁鐵那樣旋轉或旋轉）。其次，電子表現(xiàn)出沉降在一個特定的電子“谷”（或低能態(tài)）的趨勢，而在標準石墨烯中，它們沒有表現(xiàn)出任何偏好。

該團隊證明，這兩種鐵特性都可以由電場控制。雖然這一切目前仍然是非常高水平的和技術性的，但最終它可以用來開發(fā)可以存儲雙倍數(shù)據(jù)的計算機芯片 - 因為材料的電子可以通過兩種方式而不是一種方式操縱。

“我們知道這個結構中會發(fā)生一些有趣的事情，但我們不知道到底是什么，直到我們測試它，”說麻省理工學院物理學家盧正光。

“這是我們第一次看到Ferro-valleytronics，也是我們第一次看到Ferro-valleytronics與非常規(guī)鐵磁體共存。

該研究已發(fā)表在自然界.

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