Графен показал высокое магнитосопротивление
Ученые продемонстрировали очередное удивительное свойство графена — высокое магнитосопротивление в поле обычного магнита. Кроме того, при повышенных температурах графен ведет себя как «странный металл». Исследование опубликовано в журнале Nature.
Магнитосопротивление — это способность материала изменять свое сопротивление в магнитном поле. Материалы, которые обладают этим свойством, важны для разных применений: например, на их основе создаются компоненты для машин и компьютеров. В то же время такие материалы очень редки. Кроме того, при комнатной температуре и малых магнитных полях, безопасных для жизни, большинство металлов и полупроводников меняют свое электрическое сопротивление очень незначительно, всего на миллионную долю процента. Чтобы наблюдать значимое магнитосопротивление, ученым приходится охлаждать материалы до температуры жидкого гелия — -269 ℃.
В новом исследовании ученые показали, что графен способен проявлять рекордное — практически 100%-е — магнитосопротивление в полях обычных постоянных магнитов. Чтобы добиться этого, ученые использовали высокочистый графен и перевели его в состояние, в котором в материал входили только носители заряда, возбудимые температурой. В результате ученые получили плазму, состоящую из быстрых фермионов Дирака, которые демонстрировали высокую мобильность, несмотря на большое рассеяние.
Помимо этого, ученые выяснили, что при повышении температуры графен проявляет свойства так называемых «странных металлов». Это материалы, в которых рассеяние электронов происходит настолько быстро, что его определяет только принцип неопределенности Гейзенберга. Поведение «странных металлов» все еще не до конца ясно.
Ученые оказались удивлены тем, что нашли новые свойства у графена, который, казалось бы, был изучен уже вдоль и поперек за последние десятилетия. В то же время они уверены, что именно этот материал поможет лучше понять механизм развития магнитосопротивления и поведение «странных металлов», так как графен представляет собой относительно простую электронную систему.