石墨烯具有諸多實(shí)用的特性，但磁性通常與之沒(méi)有太大的關(guān)聯(lián)。有趣的是，布法羅大學(xué)的一支研究團隊設法在材料中誘導出了“人工電磁結構”，有望在自旋電子學(xué)的新興領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。據悉，作為單個(gè)碳原子厚度的晶格薄片，穿過(guò)石墨烯材料移動(dòng)的電子會(huì )被限制在 2D 維度，從而產(chǎn)生一些有趣的電特性。
(圖自：University of Buffalo)
此前，已有許多研究團隊將石墨烯材料應用于制造半導體、超導體，并且能夠作為良好的熱導體。此外盡管柔軟且重量輕，但石墨烯本身又相當堅固。
如果不是看到布法羅大學(xué)(University of Buffalo)的這項新研究，我們甚至很難想象石墨烯可以和“磁性”沾上新的關(guān)系。
研究配圖 - 1：參數檢測
如上圖所示，白色矩形部分為一個(gè) 20nm 厚的磁體(厚度是石墨烯的 20 倍以上)，虛線(xiàn)周?chē)鷦t是布置了八個(gè)石墨烯電極。
研究資深作者 Jonathan Bird 表示：“兩者的大小差異，有點(diǎn)像是放在紙上的一塊磚”。
研究配圖 - 2：柵極電壓 / 差分電導的演變
在磁體附近的八個(gè)電極，旨在測量其導電率是如何隨著(zhù)磁體響應而變化。雖然這種作用距離磁體本身聽(tīng)起來(lái)只有幾微米遠，但在微觀(guān)尺度上的表現已經(jīng)相當振奮人心。
不過(guò)先前的研究，還提出過(guò)將石墨烯暴露于釔鐵石榴石中、或將材料的兩層扭曲成“魔角”，以將石墨烯磁化的實(shí)現方法。
研究配圖 - 3：不同柵極電壓下的差分電導
為了了解這種磁性是如何在石墨烯材料中產(chǎn)生的，顯然還需要進(jìn)一步的研究。一種觀(guān)點(diǎn)是，這可能與粒子的自旋極化 / 軌道耦合、或兩者的共同影響有關(guān)。
若真如此，那磁性石墨烯或為新興的“自旋電子學(xué)”開(kāi)辟新的研究方向。與當前的電子設備相比，它至少能夠對數據實(shí)現更密集的編碼。
研究配圖 - 4：零偏 / 典型差分電導曲線(xiàn)
有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《物理品論快報》(Physical Review Letters)上。
原標題為《Remote Mesoscopic Signatures of Induced Magnetic Texture in Graphene》。
