石墨烯这种人人喜爱的神奇材料似乎永远都有惊喜。麻省理工学院的物理学家们现在又发现了隐藏在这种性能卓越的小材料中的另一种全新的电子状态--他们给这种状态起了一个奇怪的名字--"铁谷性"。

五层石墨烯堆栈中的电子呈现出奇特的多铁性新状态的艺术家印象图

石墨烯本质上只是一块超薄的普通石墨薄片--事实上，它薄到只有一个原子厚。但是，尽管石墨烯的起点如此卑微，它却具有超强、超导、柔韧等特性，并有望彻底改变从电子产品、服装到航空航天工程等一切领域。当你开始堆叠石墨烯薄片，甚至将它们扭曲到特定角度时，其他非凡的能力就会显现出来，比如磁性或超强的透水性。

在新的研究中，麻省理工学院的研究小组又发现了另一种材料--"多铁性行为"，这在材料界是非常罕见的。铁性材料是指其粒子具有协调行为的材料--例如，磁铁的所有电子即使在没有外部磁场的情况下也会将自旋指向同一方向。多铁性材料是指显示出不止一种协调行为的材料，例如，磁性指向一个方向，而电荷指向另一个方向。

研究人员计算出，在非常特殊的情况下，石墨烯应该成为多铁性材料。从理论上讲，只有当五层石墨烯叠放在一起，每层略有偏移，使三维整体形成菱形时，才会出现多铁性。

在五层石墨烯中，电子恰好处于晶格环境中，它们的移动速度非常缓慢，因此可以有效地与其他电子相互作用。这时电子相关效应开始占主导地位，它们可以开始协调成某些优先的铁氧体秩序。

接下来，研究小组开始在实践中证实这一理论，他们从石墨块上刮下石墨烯薄片，并用强力显微镜进行检查，以找到一些自然具有理想菱形形状的石墨烯。然后，他们将发现的几种石墨烯分离出来，在略高于绝对零度的温度下进行研究，在这种温度下，其他效应会减弱，因此只有他们正在寻找的石墨烯才能发光。

果然，研究小组发现，这些特殊薄片中的电子对一个方向的电场和另一个方向的磁场反应一致，证实了多铁行为。但即使是这些单独的行为也是不寻常的--磁性产生于电子轨道运动的协调，而不是它们的自旋。电子行为产生于电子优先进入一个"谷"（或最低能量状态），而不是平均进入两个谷。因此，研究小组将这种奇特的电子www.196nk.cn状196世界之最态称为"铁谷性"。

"我们知道在这种结构中会发生一些有趣的事情，但我www.196nk.cn们不知道具体是什么，直到我们进行了测试，"该研究的共同第一作者卢正光说。"这是我们第一次www.196nk.cn看到铁谷电子学，也是我们第一次看到铁谷电子学与非常规铁磁体共存"。

研究人员说，这种奇特的行为最终可以被利用来有效地将芯片的数据存储容量提高一倍。

这项研究发表在《自tliSHTNeM然》杂志上。