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科技日报北京8月16日电 (记者刘霞)由德国哥廷根大学领导的一个世界研讨团队在最新一期《天然》杂志上宣布论文称,他们在对天然双层石墨烯展开的高精度研讨中,发现了别致的量子效应,并从理论上对其进行了解说。这一体系制备简略,为载荷子和不同相之间的彼此效果供给了新见地,有助于了解所触及的进程,促进量子计算机的开展。
2004年,两位英国科学家用一种分外的简略的试验办法从石墨中剥离出石墨片,并凭借特别胶带得到仅由一层碳原子构成的石墨烯。石墨烯是强度最高的资料之一,具有非常好的耐性、超强导热性与导电性,运用远景非常宽广。假如将两层石墨烯互相以特定的视点偏转,所得到的体系甚至会表现出超导性和其他激起量子效应,如磁性。但迄今为止,很难制备出这种偏转的双层石墨烯。
在最新研讨中,科学家们运用了天然构成的双层石墨烯。他们第一步运用简略的胶带从一块石墨中别离出石墨烯样品。为调查量子力学效应,施加了垂直于样品的高电场。他们发现,所得到体系的电子结构发生了改动,且具有相似能量的电荷载流子呈现激烈的累积效应。
研讨进一步发现,在略高于绝对零度(-273.15℃)下,石墨烯中的电子可彼此效果,呈现了各种意想不到且杂乱的量子相。如彼此效果导致电子自旋对齐,使资料在没有施加外部影响的情况下具有磁性。经过改动电场,研讨人员也能不断改动双层石墨烯中载流子彼此效果的强度。此外,电子运动的自由度在特定条件下会受限,构成电子晶格,且因为彼此排挤效果,不再有助于传输电荷,导致体系对电绝缘。
哥廷根大学物理系托马斯韦茨教授表明,新体系的首要优势之一在于资料制备分外的简略,研讨人员不需要像曾经那样在高温下才能够获得所需成果,可用于进一步研讨各种量子态及量子计算机等。
双层石墨烯是由两层以六角形蜂巢结构周期性严密堆积的碳原子以不同堆垛方法构成的一种二维碳资料。查阅资料不难发现,科研人员已在它身上做了不少研讨。他们在双层石墨烯中发现了量子失常霍尔效应;发现偏转双层石墨烯可在低温下完成超导。这次,又是一篇关于双层石墨烯的《天然》论文在略高于绝对零度的条件下,石墨烯的电子呈现了出其不意的杂乱的量子相。看样子,双层石墨烯确实是种“瑰宝”资料,人们总能够从不同视点挖掘出惊喜。