量子电子学：电荷在双层石墨烯中像光一样传播

哥廷根大学领导的一个国际研究小组通过实验证明，天然双层石墨烯中的电子像没有任何质量的粒子一样移动，就像光传播一样。此外，他们还表明，电流可以“开关”，这有可能开发出微小、节能的晶体管——就像你家里的电灯开关一样，但具有纳米级的潜力

美国麻省理工学院和日本国家材料科学研究所也参与了这项研究。研究结果发表在《自然通讯》上

挑战在于，要制造晶体管，除了高导电状态外，还需要控制材料具有高绝缘状态。然而，在石墨烯中，载流子速度的这种“切换”是不容易实现的。事实上，石墨烯通常没有绝缘状态，这限制了石墨烯作为晶体管的潜力

Gö；廷根大学的研究小组现在发现，两个石墨烯层，以天然存在的双层石墨烯的形式存在，结合了两个世界的优点：一种结构支持电子像光一样惊人地快速运动，除了绝缘状态外，电子没有质量。研究人员表明，垂直施加在材料上的电场可以改变这种情况，使双层石墨烯绝缘

早在2009年就已经从理论上预测了快速移动电子的这种性质，但由于NIMS提供的材料以及与麻省理工学院在理论上的密切合作，样品质量才得以显著提高，才有可能通过实验来确定这一点。虽然这些实验是在低温下进行的；在大约273°；低于冰点&mdash；它们展示了双层石墨烯制造高效晶体管的潜力

“我们已经意识到了这一理论。然而，现在我们已经进行了实验，实际显示了电子在双层石墨烯中的类光散射。这对整个团队来说是一个非常激动人心的时刻，”Gö；廷根大学物理系

Anna Seiler博士，也是Gö的博士后研究员和第一作者；廷根大学补充道：“我们的工作在很大程度上是第一步，但也是至关重要的一步。研究人员的下一步将是看看双层石墨烯是否真的可以改善晶体管，或者研究这种效应在其他技术领域的潜力。”