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氢化石墨烯的弱局域化-弱反局域化相变与铁磁-反铁磁耦合相变

2020-12-16

报告题目:氢化石墨烯的弱局域化-弱反局域化相变与铁磁-反铁磁耦合相变 

报告人:陈剑豪 研究员 北京大学 

时间:1216号(星期六)1600 

地点:理工楼801 

报告摘要:单层石墨烯是sp-2杂化的碳原子晶体中最简单的成员,氢原子是自然界最简单的元素;然而,当氢共价吸附到石墨烯上的时候,氢化石墨烯出现了复杂多样的磁输运特性。我们通过原位量子输运实验,在低磁场下成功观察到了氢化石墨烯中可调弱局域化-弱反局域化相变,并发现其弱局域化来自于氢杂质的共振散射,而弱反局域化来自于Rashba自旋轨道耦合;更令人惊讶的是,氢化导致石墨烯出现巨大的不饱和负磁阻,此类负磁阻在氢化石墨烯中可高达-60%。虽然有大量理论认为氢化的石墨烯会产生磁性,但是尚没有任何理论可以解释氢化石墨烯中如此巨大的负磁阻。我们通过温度归一标度的方法,在氢化石墨烯负磁阻曲线中提取出磁性耦合强度和符号的信息,发现在高载流子浓度、低氢原子浓度的区域,氢化石墨烯中的磁矩显现出铁磁耦合的行为,而在低载流子浓度、高氢原子浓度区域,氢化石墨烯中的磁矩显现出反铁磁耦合的行为。该实验展示了原位量子输运实验的技术优势,发现了氢原子在石墨烯上呈现出可调的磁耦合相互作用,并为其他负磁阻材料体系的理解提供了新的思路。 

报告人简介:陈剑豪,青年千人、北京大学研究员、博士生导师。主要研究方向为低维电子材料及纳米器件的物理与应用,原子尺度上的材料物性调控,以及超高真空条件下的原位输运表征。迄今发表40篇论文,包括Nature子刊,Physical Review LettersAdvanced Materials等杂志。其中6篇文章入选ESI高引用文章,SCI总引用超过6000次。