石墨烯堆積時(shí)發(fā)現(xiàn)的罕見(jiàn)電子狀態(tài)

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

當(dāng)處于這種新?tīng)顟B(tài)時(shí)，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(xué)院 （MIT）、哈佛大學(xué)和日本國(guó)家材料科學(xué)研究所的研究人員報(bào)道。

以這種方式使用石墨烯可以幫助經(jīng)典和量子計(jì)算機(jī)，根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法，特別是在創(chuàng)建提供大容量但運(yùn)行所需的相對(duì)較少能量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案方面。

“石墨烯是一種迷人的材料，”說(shuō)麻省理工學(xué)院物理學(xué)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(méi)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)并指向同一方向，而不受外部磁場(chǎng)的引導(dǎo)。

在其他材料中，電子可能會(huì)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(lèi)型的協(xié)調(diào)行為。

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

重要的是，這創(chuàng)造了一個(gè)電子減慢的環(huán)境，鐵線排列開(kāi)始發(fā)生。通過(guò)對(duì)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(shí)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(yùn)動(dòng)（而不是像標(biāo)準(zhǔn)磁鐵那樣旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)）。其次，電子表現(xiàn)出沉降在一個(gè)特定的電子“谷”（或低能態(tài)）的趨勢(shì)，而在標(biāo)準(zhǔn)石墨烯中，它們沒(méi)有表現(xiàn)出任何偏好。

該團(tuán)隊(duì)證明，這兩種鐵特性都可以由電場(chǎng)控制。雖然這一切目前仍然是非常高水平的和技術(shù)性的，但最終它可以用來(lái)開(kāi)發(fā)可以存儲(chǔ)雙倍數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)芯片 - 因?yàn)椴牧系碾娮涌梢酝ㄟ^(guò)兩種方式而不是一種方式操縱。

“我們知道這個(gè)結(jié)構(gòu)中會(huì)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(cè)試它，”說(shuō)麻省理工學(xué)院物理學(xué)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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