石墨烯垂直結構中的磁阻效應

石墨烯是由單層碳原子構成的理想二維晶體，它具有許多獨特的性質。在石墨烯物理相關研究領域，許多研究人員目前正在努力發現并理解石墨烯二維平面内（in plane）的量子輸運特性，并取得了許多重要的進展。例如：發現石墨烯中無質量的狄拉克費米子（Dirac fermions），半整數的量子霍爾效應，Klein隧穿效應等。雖然關于石墨烯中二維面内的量子輸運特性已經取得了諸多的成果，但是垂直于石墨烯平面方向的輸運特性卻鮮有報道。

最近,俞大鵬教授團隊青年教師廖志敏副教授與都伯林聖三一學院的吳漢春博士等合作，制備了正常金屬/多層石墨烯/正常金屬垂直結構，研究了在電流垂直于石墨烯平面（current perpendicular to graphene plane）的情況下，溫度、磁場對載流子輸運的調制作用，發現當載流子在垂直方向輸運通過兩層石墨烯時，整個器件的僅電阻幾十歐姆，且在14T的磁場下達到100%的磁阻效應。磁阻的大小對磁場方向非常敏感，并表現出強烈的各向異性。這種超薄的石墨烯器件單元可能在磁電子學方面有着潛在的應用。研究結果發表在《先進材料》（Advanced Materials）上http://dx.doi.org/10.1002/adma.201104796。

" Large Magnetoresistance in Few Layer Graphene Stacks with Current Perpendicular to Plane Geometry" by Zhi-Min Liao, Han-Chun Wu, Shishir Kumar, Georg S. Duesberg, Yang-Bo Zhou, Graham L. W. Cross, Igor V. Shvets, and Da-Peng Yu, Advanced Materials, 24, 1862 (2012). （Z.M.L and H.C.W contributed equally to this work.）

該研究工作得到了國家自然科學基金委、科技部973計劃以及介觀物理國家重點實驗室自主科研項目的大力資助。