美國麻省理工學(xué)院物理學(xué)家通過分離按特定順序堆疊的5層超薄石墨烯薄片，將石墨或鉛筆芯變成了“黃金材料”，通過調(diào)整所得材料，可使其表現(xiàn)出在天然石墨中從未見過的3種重要特性。研究成果發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》雜志上。

石墨由碳組成，而石墨烯是排列成六邊形的單層碳原子。石墨烯自大約20年前分離出來以后，一直是深入研究的焦點(diǎn)。此前研究人員發(fā)現(xiàn)，堆疊單片石墨烯，并將它們以微小角度扭轉(zhuǎn)，可以賦予材料從超導(dǎo)到磁性等新特性。

新研究則發(fā)現(xiàn)，按一定順序排列的5層石墨烯，可讓材料內(nèi)部移動的電子相互通信，這種電子關(guān)聯(lián)現(xiàn)象堪比“魔力”，該材料表現(xiàn)出的特性堪稱電子領(lǐng)域“黃金材料”。研究人員將分離出的材料稱為5層菱面體堆疊石墨烯，其厚度僅為十億分之幾米。分離該材料的關(guān)鍵是散射型掃描近場光學(xué)顯微鏡，它可快速且相對便宜地確定材料的各種重要特性。

團(tuán)隊(duì)將電極連接到一個由氮化硼“面包”組成的小三明治結(jié)構(gòu)上，再用不同的電壓來調(diào)整系統(tǒng)。結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)電子數(shù)量會出現(xiàn)3種不同的變化，導(dǎo)致這種材料可能是絕緣的、磁性的或拓?fù)涞摹?/span>

研究人員解釋說，從本質(zhì)上講，拓?fù)洳牧显试S電子在材料邊緣不受阻礙地運(yùn)動，但不能穿過中間。電子沿著材料邊緣的“高速公路”朝一個方向行進(jìn)，該“高速公路”被構(gòu)成材料中心的中線隔開。因此拓?fù)洳牧系倪吘壥峭昝缹?dǎo)體，而中心是絕緣體。

這一成果為研究強(qiáng)相關(guān)、拓?fù)湮锢淼刃骂I(lǐng)域開辟了道路。

總編輯圈點(diǎn)：

信息時代的“摩天大樓”建筑在硅這種極其常見的元素上，然而，再華麗的大廈也會受到地基的限制。當(dāng)信息時代發(fā)展到一定程度，我們迫切需要新的元素，建起新的“高樓”。本文提到，堆疊單片石墨烯，材料就擁有了神奇性能。碳比硅更為常見，或?qū)⑹俏磥硇畔⒓夹g(shù)的載體。碳材料無所不能：最硬、最軟，絕緣體、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體，隔熱、超導(dǎo)熱，吸光、全透光……但要發(fā)掘碳的潛力，得靠幾十年實(shí)驗(yàn)研發(fā)的積累——看似尋常最奇崛，成如容易卻艱辛。（來源：科技日報(bào)；作者：張夢然）