石墨烯垂直结构中的磁阻效应

石墨烯是由单层碳原子构成的理想二维晶体，它具有许多独特的性质。在石墨烯物理相关研究领域，许多研究人员目前正在努力发现并理解石墨烯二维平面内（in plane）的量子输运特性，并取得了许多重要的进展。例如：发现石墨烯中无质量的狄拉克费米子（Dirac fermions），半整数的量子霍尔效应，Klein隧穿效应等。虽然关于石墨烯中二维面内的量子输运特性已经取得了诸多的成果，但是垂直于石墨烯平面方向的输运特性却鲜有报道。

最近,俞大鹏教授团队青年教师廖志敏副教授与都伯林圣三一学院的吴汉春博士等合作，制备了正常金属/多层石墨烯/正常金属垂直结构，研究了在电流垂直于石墨烯平面（current perpendicular to graphene plane）的情况下，温度、磁场对载流子输运的调制作用，发现当载流子在垂直方向输运通过两层石墨烯时，整个器件的仅电阻几十欧姆，且在14T的磁场下达到100%的磁阻效应。磁阻的大小对磁场方向非常敏感，并表现出强烈的各向异性。这种超薄的石墨烯器件单元可能在磁电子学方面有着潜在的应用。研究结果发表在《先进材料》（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.）

该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部973计划以及介观物理国家重点实验室自主科研项目的大力资助。