近日，英國Manchester大學(xué)的Roman Gorbachev博士在Nature雜志發(fā)表研究，當(dāng)石墨烯置于絕緣體氮化硼，亦稱“白色石墨烯”上面時，石墨烯的電子性質(zhì)發(fā)生了奇妙的變化，呈現(xiàn)出蝴蝶狀排列。        該圖案稱之為霍夫斯塔特蝴蝶圖案，之前的理論研究已有數(shù)年，但具體的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用尚未見報道。

       在多個分層結(jié)構(gòu)中將石墨烯和其他材料結(jié)合從而制備出新型應(yīng)用，這一項(xiàng)目目前尚未在科學(xué)界和工業(yè)領(lǐng)域得到具體實(shí)施。

       石墨烯具有比銅高出數(shù)千倍的傳導(dǎo)性，這是因?yàn)槭﹥?nèi)部有著特殊的帶電電子形態(tài)；這種帶電載體被稱為狄拉克費(fèi)米子。這些研究通常都需要像CERN（歐洲核子研究組織）這樣的機(jī)構(gòu)來提供足夠大的設(shè)備來進(jìn)行。在臺式實(shí)驗(yàn)中書寫一般的物理地址就是石墨烯的其中一個重要的應(yīng)用。

       現(xiàn)在，Manchester大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)能夠制造出狄拉克費(fèi)米子的多種克隆。他們將石墨烯放置在氮化硼上，使得石墨烯電子能夠“感覺”到單獨(dú)的氮原子和硼原子；電子會進(jìn)行重新排列并產(chǎn)生狄拉克費(fèi)米子的多個副本。

       通過磁場的應(yīng)用，研究者能夠克隆出更多的狄拉克費(fèi)米子。而這些克隆則會衍生出一種復(fù)雜的圖案：霍夫斯塔特蝴蝶圖案。該圖案由數(shù)學(xué)家Douglas Hofstadter于1976年首次預(yù)測提出，但至今為止僅有一些模糊報道和研究。

       此外，研究還預(yù)測，通過將原子厚度的材料進(jìn)行重疊放置，材料的性質(zhì)可以發(fā)生改變。這對于石墨烯在未來超高速光電探測器和晶體管方面的應(yīng)用有著巨大的幫助。

      Andre Geim教授和 Nobel Laureate教授表示，對于這種困惑科學(xué)家數(shù)十年的霍夫斯塔特蝴蝶圖案，如果能夠獲取其詳細(xì)的信息是再好不過的；不過，眼下的這項(xiàng)研究已經(jīng)證明了他們能夠通過合理的排序，以疊加單個原子面的方法來研制出新型的石墨烯材料，實(shí)屬不易。

       Gorbachev博士補(bǔ)充道：他們已經(jīng)準(zhǔn)備了多個類似石墨烯的原子厚度材料并將其疊加放置，以此來進(jìn)行研究。這樣的人造晶體在數(shù)十年前還是科幻，而現(xiàn)如今他們實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)使其成為現(xiàn)實(shí)?；蛟S在將來的某一天，人們會在日常小工具中就能看到這種產(chǎn)品的應(yīng)用。

       Geim教授說，“相對于普通石墨烯，此項(xiàng)研究是一巨大進(jìn)步，我們在新的研究領(lǐng)域已經(jīng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，或許這比石墨烯本身更重要，更富有科學(xué)的激情。”（編譯自Science Daily）