人造磁场在石墨烯片中产生奇异行为

简单的石墨烯片由于其电子结构中的量子现象而被称为Dirac锥体，以纪念英国理论物理学家保罗狄拉克(1902-1984)，他于1933年获得诺贝尔物理学奖。

如果它包括两个叠加的石墨烯片，则系统变得更加有趣，并且一个在其自己的平面中非常轻微地转动，使得两个碳晶格中的孔不再完全重合。

对于特定的扭曲角度，双层石墨烯系统显示出奇特的性质，例如超导性(对电流的零阻力)。

巴西物理学家Aline Ramires与瑞士联邦理工学院(苏黎世联邦理工学院)出生于西班牙的研究员Jose Lado进行的一项新研究表明，在这样的系统中应用电场产生的效果与对两个对齐的石墨烯片施加极强的磁场。

最近在“ 物理评论快报”上发表了一篇关于这项研究的文章，并在该问题的封面上进行了选择。它也可以从arXiv平台下载。

Ramires是圣保罗州立大学理论物理研究所(IFT-UNESP)和南美基础研究所(ICTP-SAIFR)的研究员。她得到了圣保罗研究基金会 - FAPESP的青年调查员资助。

拉米雷斯说：“我进行了分析，并由Lado进行了计算验证。” “它可以通过电场控制石墨烯的电子特性，产生人工但有效的磁场，其强度远远大于可以施加的真实磁场。”

她解释说，这两块石墨烯片必须足够靠近，以使一个电子轨道与另一个的电子轨道相互作用。

这意味着分离接近大约1埃(10-10米或0.1纳米)，这是石墨烯中两个碳原子之间的距离。

另一个要求是每个薄片与另一个薄片的扭曲角度小 - 小于一度(α<1°)。

虽然完全是理论上的(分析和数值)，但该研究具有明显的技术潜力，因为它表明石墨烯等多种材料可以在迄今尚未开发的方案中进行操作。

“先前提出的人造磁场是基于施加力使材料变形。我们的建议使得这些区域的生成能够以更高的精度进行控制。这可能具有实际应用，”Ramires说。

由人造磁场引起的奇异物质状态与石墨烯片中“伪朗道水平”的出现有关。

Landau水平 - 以苏联物理学家和数学家Lev Landau(1908-1968)命名，1962年获得诺贝尔物理学奖获得者 - 是一种量子现象，在磁场存在的情况下，带电粒子只能以离散能量占据轨道值。每个Landau级别的电子数量与施加的磁场的大小成正比。

“这些状态位于太空中;当颗粒在这些水平上相互作用时，相互作用比平常强烈得多。伪Landau水平的形成解释了为什么人造磁场会产生诸如超导性或旋转液体等外来特性材料，“拉米雷斯说。