08.10.2021, 15:44
Обычно сопротивление материала сильно зависит от его размеров и основных физических свойств. При определенных обстоятельствах сопротивление может принимать значение, не зависящее от основных свойств материала и «квантующееся» — изменяющееся скачками.
Квантование сопротивления обычно происходит в сильных магнитных полях при очень низких температурах. Однако исследователи поймали этот эффект при почти полном отсутствии магнитных полей при низких температурах в двухслойном графене.
Команда из Геттингенского университета, Мюнхенского университета Людвига Максимилиана и Техасского университета использовала графеновый слой толщиной в два атома. Чрезвычайно чистый двуслойный графен обладает крайне низким сопротивлением при низких температурах и его магнитное поле крайне мало — дело в том, что магнетизм в графене не похож на привычный нам ферромагнетизм, который мы можем наблюдать в жизни каждый день в домашних магнитах.
В обычных магнитах магнитные свойства проявляются за счет выравнивания собственных магнитных моментов электронов, в графене же свойства проявляются за счет движения заряженных частиц в самом двойном слое графена. Другими словами, частицы генерируют собственное внутреннее магнитное поле, что приводит к количественному изменению электрического сопротивления.
Особенность эффекта заключается в том, что для его возникновения требуется одно лишь электрическое поле, а значит, его можно контролировать с высокой степенью точности. Однако необходимо продолжить его изучение и найти способы стабилизировать его при высоких температурах — пока что эффект проявляет себя при 5 К (-268°С).
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
