来源：曼彻斯特大学
曼彻斯特大学的一项新研究成果使得石墨烯和原子厚度材料科学技术的快速发展又向前迈进了一步。
这项研究成果发表在《科学》杂志上，展示了如何仅通过施加磁场实现材料（基本上是新的材料）的各种不同的电子特性。
材料内部的电子与真空中的自由电子有很大的不同：材料内部电子的性质受到包含晶格的离子电位的强烈影响。其性质取决于具体的原子结构，这种离子电位之间的相互作用会改变大多数电子的性质，由此使材料成为金属、半导体或绝缘体。这为我们现有已知已用的材料提供了各种特性。
早些时候，曼彻斯特大学的研究人员已经发现了一种可以创建具有定制电子特性新材料的方法，即通过将一种电子材料（当时所用材料为石墨烯）放置在另一种晶体之上（六方氮化硼）。如今，他们实现了如何通过简单地调整外界磁场来创建一系列不同的电子材料。
在这种材料组合中，氮化硼原子像超晶格一样为石墨烯中的电子创造了周期性方向图。这种超晶格的特征在于他的周期性方向图的长度尺度，在这个长度下外界施加的磁场强度正好可以以磁场的基本单位——磁通量计数。
每当磁场穿过基本超晶格的区域磁通量为整数部时，就获得了相应的匹配条件。在这些具有特殊磁通量值的磁场下，研究人员观察到，电子开始沿着直线移动，就好像磁场不存在一样。
众所周知，磁场中的运动电子一定会沿着称为回旋加速器轨道的弯曲轨迹做运动。而本次实验得到的电子的运动方式完全不同，与传统的电子行为形成鲜明对比。由于这些从直线轨迹到弯曲轨迹的变化以及在许多匹配条件下，研究人员发现了石墨烯超晶格电导率的振荡。
磁场中所有先前已知的振荡都需要在低温下，通常等于绝对零度（氮变为液氮）。相反，在远高于室温的极高温度下，还可以观察到新的振荡。
曼彻斯特大学的Andre Geim教授凭借在石墨烯上的成就在2010年获得了诺贝尔物理学奖，并表示：“振荡量子效应在我们对材料特性的认知中总是呈现里程碑式的成就，它们非常罕见。自上次报道一种新型的量子振荡以来，已经过去30多年了。”
他补充说：“我们的振荡由于其极高的鲁棒性而脱颖而出，在容易实现的磁场环境条件下发生。”
这项研究的另一个显著方面是，石墨烯超晶格以前曾被用于研究所谓的Hofstadter蝴蝶，电磁结构与磁场的微妙变化。这些变化表现出迷人的分形结构。
原文来自：phys，由材料科技在线团队翻译整理。