石墨烯能有效传导电子自旋

2011-4-18 10:32 来源: 中国科学院
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  英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆(Andre Konstantin Geim)与其同事因制成石墨烯而荣获去年诺贝尔物理学奖。日前,他和同事又在新一期美国《科学》杂志上报告说,他们发现石墨烯能有效传导电子自旋,有望成为下一代基于电子自旋的电子元件材料。

  目前的电子元件基本上都是利用电子具有电荷这种性质,电荷的传导能够形成电流并成为电子元件工作的基础。然而,电子还具有另一种被称作自旋的性质,如果能够加以开发利用,可制造出比现有电子元件更小、更快的电子元件。但是,寻找能够有效传导自旋的材料成为一个难题。

  海姆领导的国际研究小组报告说,他们发现如果给石墨烯施加一个特殊磁场,就可以在其中实现电子自旋的传导,而这种“自旋流”具有成为下一代电子元件工作基础的潜力。研究还显示,在石墨烯中产生的“自旋流”比在其他一些材料中更强烈并且更易控制。

  海姆表示,本次研究提供了一个新的机制,有助于推动基于电子自旋的下一代电子元件的研发。

  石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由碳原子组成的二维晶体,它只有一层碳原子的厚度,是目前世界上最薄的材料。2004年,海姆与同事康斯坦丁·诺沃肖洛夫制成石墨烯,它从此成为科学界和工业界关注的焦点。