科学家在五层石墨烯中创造奇异的新电子态

五层石墨烯堆栈中的电子呈现出奇特的多铁性新状态的艺术家印象图

石墨烯实质上只是一块超薄的普通石墨薄片--事实上，它薄到只有一个原子厚。
但是，只管石墨烯的出发点如此卑微，它却具有超强、超导、柔韧等特性，并有望彻底改变从电子产品、服装到航空航天工程等统统领域。
当你开始堆叠石墨烯薄片，乃至将它们扭曲到特定角度时，其他非凡的能力就会显现出来，比如磁性或超强的透水性。

在新的研究中，麻省理工学院的研究小组又创造了另一种材料--\"大众多铁性行为\"大众，这在材料界是非常罕见的。
铁性材料是指其粒子具有折衷行为的材料--例如，磁铁的所有电子纵然在没有外部磁场的情形下也会将自旋指向同一方向。
多铁性材料是指显示出不止一种折衷行为的材料，例如，磁性指向一个方向，而电荷指向另一个方向。

研究职员打算出，在非常分外的情形下，石墨烯该当成为多铁性材料。
从理论上讲，只有当五层石墨烯叠放在一起，每层略有偏移，使三维整体形成菱形时，才会涌现多铁性。

在五层石墨烯中，电子恰好处于晶格环境中，它们的移动速率非常缓慢，因此可以有效地与其他电子相互浸染。
这时电子干系效应开始占主导地位，它们可以开始折衷成某些优先的铁氧体秩序。

接下来，研究小组开始在实践中证明这一理论，他们从石墨块上刮下石墨烯薄片，并用强力显微镜进行检讨，以找到一些自然具有空想菱形形状的石墨烯。
然后，他们将创造的几种石墨烯分离出来，在略高于绝对零度的温度下进行研究，在这种温度下，其他效应会减弱，因此只有他们正在探求的石墨烯才能发光。

果真，研究小组创造，这些分外薄片中的电子对一个方向的电场和另一个方向的磁场反应同等，证明了多铁行为。
但纵然是这些单独的行为也是不屈常的--磁性产生于电子轨道运动的折衷，而不是它们的自旋。
电子行为产生于电子优前辈入一个\"大众谷\公众（或最低能量状态），而不是均匀进入两个谷。
因此，研究小组将这种奇特的电子状态称为\"大众铁谷性\"大众。

\"大众我们知道在这种构造中会发生一些有趣的事情，但我们不知道详细是什么，直到我们进行了测试，\公众该研究的共同第一作者卢正光说。
\公众这是我们第一次看到铁谷电子学，也是我们第一次看到铁谷电子学与非常规铁磁体共存\公众。

研究职员说，这种奇特的行为终极可以被利用来有效地将芯片的数据存储容量提高一倍。

这项研究揭橥在《自然》杂志上。