利用石墨烯对电子自旋方向筛选.docVIP

利用石墨烯对电子的自旋方向筛选 初中物理和高中物理我们便学到了电子的流动以及线圈的缠绕会产生磁场，同时我们也明白了左手定则和右手定则等，当然我们也知道了磁场会对电子产生影响，电子会发生自旋现象。那么怎么来筛选具有相同自旋方式的电子呢？石墨烯为解决这一问题提供了不错的方式。 电子同时具有电荷以及自旋(磁矩)两种属性是人所共知的。电子在导体中运动便产生了电流，对于半导体价电子的调制发展起来的晶体管器件，这些都是人们非常熟悉的，是利用了电子电荷属性。电子的自旋属性是鲜为人知的，这是因为自旋磁矩是有方向性的，通常情况下电子运动过程中自旋的方向是混乱的，是不容易显示出自旋的属性。电子在流动过程中自旋能保持向上或向下的电流称为极化自旋电流，极化自旋电流能保持的输运长度称为自旋扩散长度。 ? ? ?麻省理工学院的科研人们员发现,建立一个强大的磁场,在极低的温度下,石墨烯可以过滤电子自旋的方向。这是传统电子系统所不能完成的,这一发现可能会对石墨烯量子计算的非常有用。 ? ? 众所周知, 当电流通过垂直于外磁场的导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象被称作是霍尔效应。这个电势差也被作为霍尔电势差。霍尔效应需使用左手定则判断。当磁场垂直于石墨烯薄片时,电流只可以在一个方向(顺时针或者是逆时针的方向,根据磁场取向)沿着边缘流动 ,而石墨烯表大部分仍然绝缘。? ? 但在他们的新工作中,研究者们采用了一个强大的磁场,在相同的平面石墨烯薄片。他们发现电子具有一种自旋顺时针逆时针自旋相反的举动。此外,通过改变磁场,可以控制这些边缘状态的打开和关闭,甚至可能创建新的晶体管和电路。在他们的工作中,研究者们采用了一种很强的磁场，35特斯拉强度,相当于大约10倍的MRI（核磁共振机器）。实验温度需要高于绝对零度0.3摄氏度。研究人员目前正在寻找方法争取在较弱的磁场和更高的温度下观察到同样的效果 济南墨烯新材料科技有限公司