文/陳根

石墨烯的各類優(yōu)異性能及特性，包括導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、透光性、剛?cè)岵?jì)性，讓石墨烯當(dāng)之無愧地成為“21世紀(jì)新材料之王”。

理論上看，石墨烯未來應(yīng)用空間尤其廣闊，比如在電子行業(yè)，鋰電池、超級電容器、OLED、柔性屏、傳感器、芯片等領(lǐng)域，在很多技術(shù)的發(fā)展都已經(jīng)進(jìn)入瓶頸期的當(dāng)下，石墨烯的出現(xiàn)，似乎承擔(dān)了顛覆產(chǎn)業(yè)的艱巨使命。

盡管石墨烯具有諸多實用的特性，但磁性通常與之沒有太大的關(guān)聯(lián)。現(xiàn)在，布法羅大學(xué)的一支研究團(tuán)隊設(shè)法在石墨烯中誘導(dǎo)出了“人工電磁結(jié)構(gòu)”，有望在自旋電子學(xué)的新興領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。

具體來說，石墨烯和自旋電子學(xué)相互獨(dú)立，各自擁有從根本上改變商業(yè)和社會許多方面的巨大潛力。但卻從未有研究將這兩者結(jié)合起來，以證明其協(xié)同效應(yīng)。

在此次實驗中，研究人員將一塊20納米厚的磁鐵與一片石墨烯直接接觸，石墨烯是一層碳原子，排列在一個不到1納米厚的二維蜂窩狀晶格中。研究人員直言，這有點(diǎn)像把一塊磚放在一張紙上。

隨后，研究人員在石墨烯和磁鐵周圍的不同位置放置8個電極，以測量它們的導(dǎo)電性。電極顯示出令人驚喜的結(jié)果——磁鐵在石墨烯中誘導(dǎo)了一種人造的磁性結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)即使在石墨烯遠(yuǎn)離磁鐵的區(qū)域也能持續(xù)存在。

也就是說，這兩個物體之間的緊密接觸導(dǎo)致了正常的非磁性碳表現(xiàn)出不同的行為，表現(xiàn)出類似于鐵或鈷等普通磁性材料的磁性。

此外，研究發(fā)現(xiàn)，即使從石墨烯和磁鐵的接觸點(diǎn)看幾微米遠(yuǎn)，這些特性也完全可以壓倒石墨烯的天然特性。這個距離（微米是一米的百萬分之一）雖然小得難以置信，但從顯微鏡上看卻相對較大。

這些發(fā)現(xiàn)提出了與石墨烯磁性織構(gòu)的微觀起源有關(guān)的重要問題。而磁性石墨烯或為新興的“自旋電子學(xué)”開辟新的研究方向。與當(dāng)前的電子設(shè)備相比，它至少能夠?qū)?shù)據(jù)實現(xiàn)更密集的編碼。

其研究結(jié)果已發(fā)表在《物理品論快報》上。