三层石墨烯：有助于电子的波动性和磁特性研究！

导读

石墨烯是一种具有多种优良特性的新材料。最近，科学家利用三层石墨烯材料，进一步研究了电子的波动性和磁特性，使得未来电子设备可以进一步利用石墨烯进行基础研究以及相关应用。

图片来源: Biswajit Datta, Mandar Deshmukh

研究背景

金属中一般会含有浓密的电子。但是，为了观察到金属中的「电子波动性」，人类必须制造只有几个原子宽度的金属线。然而，在「石墨烯」（只有一层碳原子厚度的石墨）中，电子的密度很低，而且它可以被改变制成晶体管。因为石墨烯中电子的低密度，所以科学家容易观察到「量子力学」机制描述的电子波动性。

原理简介

通常在类似铜一类的金属中，由于杂质和瑕疵，电子以每100纳米的距离分散存在，这个距离比人类的头发的直径的千分之一。然而，电子在石墨烯中可以运动的距离更远，达10微米，这个距离差不多是人类头发直径的十分之一。石墨烯像三明治一样夹在两层氮化硼之间，从而可以使得电子运动得更远。氮化硼层的杂质很少，所以很少妨碍石墨烯中的电子流动。

如果材料中的杂质少，那么电子可运动到更远的距离，所以科研人员就可以观察到电子之间“相互交谈”的“窃窃私语”。减少杂质，就像设计了一个安静得房间，让许多的电子之间可以通过微弱的耳语交互。

研究的意义

这项研究由印度塔塔基础理论研究所博士生 Biswajit Datta 、Mandar Deshmukh 教授领导。它实现了这种类型的“安静”，让三层石墨烯中的电子交互可被观察到。

研究带来了新型磁体，同时也分析了电子设备如何利用石墨烯进行基础研究及应用。研究发现，在零下272摄氏度的低温条件下，三层石墨烯中的电子具有磁学特性。电子的磁学特性通过许多电子之间的“窃窃私语”而发生。

参考资料

【1】http://www.nature.com/articles/ncomms14518

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