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在受到磁場(chǎng)影響時(shí)可以改變其電阻率的強(qiáng)大材料在各種應(yīng)用中備受追捧。例如，每輛汽車和每臺(tái)電腦都使用磁性傳感器，因此這種材料不可或缺。
 

然而，這些材料很少見(jiàn)，而且大多數(shù)金屬和半導(dǎo)體在室溫和實(shí)際磁場(chǎng)中的電阻率僅表現(xiàn)出輕微的變化（通常小于百萬(wàn)分之一 1%）。
 

為了觀察強(qiáng)大的磁阻響應(yīng)，科學(xué)家通常需要將材料冷卻至液氦溫度以減少電子散射并實(shí)現(xiàn)回旋加速器軌跡的跟蹤。
 

近日，安德烈·海姆教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組有了一項(xiàng)非凡的發(fā)現(xiàn)：過(guò)去20年來(lái)被廣泛研究的好老石墨烯顯示出令人難以置信的強(qiáng)烈反應(yīng)。在標(biāo)準(zhǔn)永磁體（約1000高斯）產(chǎn)生的磁場(chǎng)中可達(dá)100%以上。這是任何已知材料的破紀(jì)錄磁阻率。
 

像我這樣搞石墨烯的人，總覺(jué)得這個(gè)物理金礦早就該采完了。這些材料不斷地證明我們錯(cuò)誤地找到了另一個(gè)化身。今天不得不再次承認(rèn)，石墨烯已死，石墨烯萬(wàn)歲。
 

曼徹斯特大學(xué)教授 Andre Geim 爵士
 

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，科學(xué)家們使用了處于初始狀態(tài)的高質(zhì)量石墨烯，其中只有受溫度激發(fā)的電荷載流子。
 

這產(chǎn)生了快速移動(dòng)的“狄拉克費(fèi)米子”等離子體，盡管有規(guī)律的散射，但仍顯示出驚人的高遷移率。因此，眾所周知，這種狄拉克等離子體的高中性和流動(dòng)性是所報(bào)道的巨大磁阻的重要組成部分。
 

在過(guò)去的 10 年里，石墨烯器件的電子質(zhì)量有了顯著提高，似乎每個(gè)人都專注于在低溫、液氦溫度下尋找新現(xiàn)象，而忽略了在環(huán)境條件下發(fā)生的事情。
 

Alexey Berdyugin 博士，研究通訊作者，曼徹斯特大學(xué)
 

Berdyugin 補(bǔ)充說(shuō)：“這也許并不令人驚訝，因?yàn)闃悠吩嚼?，它的行為通常就?huì)變得越有趣。我們決定把溫度調(diào)高，結(jié)果出乎意料地出現(xiàn)了一大堆意想不到的現(xiàn)象。”
 

科學(xué)家們對(duì)中性石墨烯有了一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)：在高溫下，它表現(xiàn)得像一種“奇怪的金屬”，這種材料的電子散射完全由海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理決定。這是對(duì)已觀察到的破紀(jì)錄磁阻效應(yīng)的補(bǔ)充。
 

奇怪金屬的行為仍然知之甚少，世界各地的科學(xué)家正在努力解開(kāi)這個(gè)謎題。曼徹斯特最近的研究增加了這個(gè)謎團(tuán)，證明石墨烯在幾個(gè)特斯拉以上的場(chǎng)中表現(xiàn)出顯著的線性磁阻，這與溫度的關(guān)系很小。這種高場(chǎng)磁阻確實(shí)是史無(wú)前例的。
 

自首次觀察到線性磁阻現(xiàn)象以來(lái)，一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)一直是個(gè)謎。然而，曼徹斯特的最新研究為奇怪的金屬行為和線性磁阻的起源提供了重要線索。
 

多虧了石墨烯，圍繞著奇怪金屬的謎團(tuán)現(xiàn)在終于可以解開(kāi)。這種材料提供了一個(gè)干凈、特性良好且相對(duì)簡(jiǎn)單的電子系統(tǒng)來(lái)研究。
 

室溫下未摻雜的高質(zhì)量石墨烯提供了探索一種全新機(jī)制的機(jī)會(huì)，這種機(jī)制原則上什至在十年前就可以被發(fā)現(xiàn)，但不知何故被所有人忽視了。我們計(jì)劃研究這種奇怪的金屬體系，并且肯定會(huì)有更多有趣的結(jié)果、現(xiàn)象和應(yīng)用隨之而來(lái)。