
石墨烯是世界上最強的材料之一,通常不是磁性的。但是,當堆疊和扭曲時,石墨烯會形成一種罕見的形式磁性,新的研究發現。
研究人員在《雜誌》中報導10月12日報導,磁場不是由單個石墨烯層中的電子旋轉產生的,而是源於堆疊石墨烯結構的所有三層層中電子的集體旋轉。自然物理學。
石墨烯是由單層(或單層)製成的材料碳 原子以蜂窩狀圖案排列。它非常輕巧,強壯(儘管它很容易受到破解)。它還導致電力,使其令人興奮地用於電子和傳感器。
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“我們想知道如果我們將石墨烯單層和雙層組合成一個扭曲的三層系統會發生什麼,”紐約哥倫比亞大學物理學家,新論文的一位高級作者Cory Dean,在一份聲明中說。 “我們發現,改變石墨烯層的數量會賦予這些複合材料的一些令人興奮的新屬性,而以前從未見過。”
迪恩(Dean)和他的同事堆疊了兩層石墨烯,然後在頂部添加了一個單層,將堆棧旋轉1度。然後,他們在多種情況下研究了這個石墨烯三明治,包括高於絕對零以上的溫度(所有分子運動停止的點)。在這些低溫下,他們發現石墨烯停止導電並變成絕緣體。
他們還發現,他們可以通過應用一個電場。當電場朝一個方向定向時,系統的作用就像扭曲的雙層石墨烯。當他們逆轉場時,堆棧採用了扭曲的四層石墨烯結構的性質。
也許最奇怪的是出現在三層結構中的罕見磁性。另一組在期刊上發表的研究高級材料發現石墨烯與硼氮化物可以引起一個奇怪的磁場。該場來自石墨烯中碳的分子鍵和硝化硼中的硼。這項新的研究表明,僅僅是因為碳分子之間的相互作用,這種類型的磁性就可以僅在純石墨烯中發生。
西雅圖華盛頓大學的物理學家Matthew Yankowitz研究合著者Matthew Yankowitz在聲明中說:“純碳沒有磁性。” “值得注意的是,我們可以通過以正確的扭曲角度安排我們的三個石墨烯片來設計這一屬性。”
該結構還包含該屬性不受層扭曲不受干擾的區域。同樣在華盛頓大學的研究合著者Xiodong Xu研究在聲明中說,材料中的這些獨特區域可以用於數據存儲或量子計算應用程序。
研究人員現在正計劃深入研究石墨烯結構的基本特性。揚科維茨說:“這實際上只是一個開始。”
最初發表在現場科學上。