石墨烯堆积时发现的罕见电子状态

超特殊材料石墨烯继续让科学家们感到惊讶和着迷，这一次揭示了一种罕见的电子状态，称为“铁谷三性”，当石墨烯以特定的五层组合堆叠时就会发生。

当处于这种新状态时，石墨烯堆栈表现出奇怪而奇妙的磁性和电子行为，由麻省理工学院 （MIT）、哈佛大学和日本国家材料科学研究所的研究人员报道。

以这种方式使用石墨烯可以帮助经典和量子计算机，根据该团队的说法，特别是在创建提供大容量但运行所需的相对较少能量的数据存储解决方案方面。

“石墨烯是一种迷人的材料，”说麻省理工学院物理学家龙菊。“你添加的每一层基本上都给你一种新材料。

“现在这是我们第一次在五层石墨烯中看到铁谷三性和非常规磁性。但我们没有看到一层、两层、三层或四层的这种属性。

亚铁材料在它们的电、磁或结构特性中表现出某种协调的行为——例如，磁铁具有所有电子旋转并指向同一方向，而不受外部磁场的引导。

在其他材料中，电子可能会排列在微小的漩涡中。待成为多铁性，则同一材质必须显示多种类型的协调行为。

根据他们的计算，研究人员认为，如果将五层排列成一个，石墨烯可能会变成多铁性。菱形图案（与堆叠在一起的鸡丝网没有什么不同）。

重要的是，这创造了一个电子减慢的环境，铁线排列开始发生。通过对石墨烯片它自然形成了五层，在这种特殊的模式中，研究人员确实看到了多铁性行为。

首先，存在非常规磁性，其中电子协调了它们的轨道运动（而不是像标准磁铁那样旋转或旋转）。其次，电子表现出沉降在一个特定的电子“谷”（或低能态）的趋势，而在标准石墨烯中，它们没有表现出任何偏好。

该团队证明，这两种铁特性都可以由电场控制。虽然这一切目前仍然是非常高水平的和技术性的，但最终它可以用来开发可以存储双倍数据的计算机芯片 - 因为材料的电子可以通过两种方式而不是一种方式操纵。

“我们知道这个结构中会发生一些有趣的事情，但我们不知道到底是什么，直到我们测试它，”说麻省理工学院物理学家卢正光。

“这是我们第一次看到Ferro-valleytronics，也是我们第一次看到Ferro-valleytronics与非常规铁磁体共存。

该研究已发表在自然界.

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