无序感应磁阻(MR)效应在低垂直磁场中为二次方,在高场中为线性。这种效应对技术应用十分重要,尤其是在2D材料(例如石墨烯)中,因为它在纳米级空间分辨率的磁传感器领域具有潜在的应用。然而,由于难以控制无序的空间分布并难以在单层体系中提高MR灵敏度,因此基于这种效应实现石墨烯磁性传感器是一个巨大的挑战。近日,新加坡国立大学Ariando Ariando等研究发现阶梯型单层石墨烯在9 T时的室温总MR高达5000%。
本文要点:
1)通过将单层石墨烯层压在阶梯型基底(例如TiO2端接的SrTiO3)上,与常规的单层石墨烯器件相比,其MR普遍提高了一个数量级。
2)令人惊讶的是,即使在≈1012cm-2的高载流子密度下,阶梯型石墨烯中也可以实现> 1000%的巨大MR。
3)对各种氧化物基和非氧化物基平台表面上单层石墨烯的MR的系统研究表明,平台结构是驱动MR增强的主要因素。
该工作通过在阶梯型基底对应变进行工程设计,为定制2D材料的物理特性开辟了一条新途径。
Junxiong Hu, et al. Room‐Temperature Colossal Magnetoresistance in Terraced Single‐Layer Graphene. Adv. Mater., 2020
DOI: 10.1002/adma.202002201