石墨烯電子性質改變或將引領新技術領域

　　近日，英國Manchester大學的Roman Gorbachev博士在Nature雜志發表研究，當石墨烯置于絕緣體氮化硼，亦稱“白色石墨烯”上面時，石墨烯的電子性質發生了奇妙的變化，呈現出蝴蝶狀排列。

　　該圖案稱之為霍夫斯塔特蝴蝶圖案，之前的理論研究已有數年，但具體的實驗應用尚未見報道。

　　在多個分層結構中將石墨烯和其他材料結合從而制備出新型應用，這一項目目前尚未在科學界和工業領域得到具體實施。

　　石墨烯具有比銅高出數千倍的傳導性，這是因為石墨烯內部有著特殊的帶電電子形態;這種帶電載體被稱為狄拉克費米子。這些研究通常都需要像CERN(歐洲核子研究組織)這樣的機構來提供足夠大的設備來進行。在臺式實驗中書寫一般的物理地址就是石墨烯的其中一個重要的應用。

　　現在，Manchester大學的科學家們已經能夠制造出狄拉克費米子的多種克隆。他們將石墨烯放置在氮化硼上，使得石墨烯電子能夠“感覺”到單獨的氮原子和硼原子;電子會進行重新排列并產生狄拉克費米子的多個副本。

　　通過磁場的應用，研究者能夠克隆出更多的狄拉克費米子。而這些克隆則會衍生出一種復雜的圖案：霍夫斯塔特蝴蝶圖案。該圖案由數學家Douglas Hofstadter于1976年首次預測提出，但至今為止僅有一些模糊報道和研究。

　　此外，研究還預測，通過將原子厚度的材料進行重疊放置，材料的性質可以發生改變。這對于石墨烯在未來超高速光電探測器和晶體管方面的應用有著巨大的幫助。

　　Andre Geim教授和 Nobel Laureate教授表示，對于這種困惑科學家數十年的霍夫斯塔特蝴蝶圖案，如果能夠獲取其詳細的信息是再好不過的;不過，眼下的這項研究已經證明了他們能夠通過合理的排序，以疊加單個原子面的方法來研制出新型的石墨烯材料，實屬不易。

　　Gorbachev博士補充道：他們已經準備了多個類似石墨烯的原子厚度材料并將其疊加放置，以此來進行研究。這樣的人造晶體在數十年前還是科幻，而現如今他們實驗室已經使其成為現實。或許在將來的某一天，人們會在日常小工具中就能看到這種產品的應用。

　　Geim教授說，“相對于普通石墨烯，此項研究是一巨大進步，我們在新的研究領域已經打下了堅實的基礎，或許這比石墨烯本身更重要，更富有科學的激情。”