由俄圣彼得堡國立大學(xué)和托木斯克國立大學(xué)科學(xué)家參加的國際研究團(tuán)隊(duì)對石墨烯進(jìn)行了改性處理，賦予了其鈷和金的特性——磁性和自旋軌道耦合，此項(xiàng)研究將有助于改善量子計(jì)算機(jī)。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《納米快報(bào)》（Nano Letters）雜志上。

石墨烯是目前存在的所有材料中最輕、最堅(jiān)固的材料，具有高導(dǎo)電性。當(dāng)與鈷和金相互作用時(shí)，石墨烯不僅保留了自身獨(dú)特的特性，而且部分獲得了上述金屬的性質(zhì)——磁性和自旋軌道耦合。科學(xué)家們合成了一種由嚴(yán)密有序的石墨烯、超薄金原子層、鈷磁性基底組成的三層結(jié)構(gòu)，并研究了這一結(jié)構(gòu)的新特性。

經(jīng)典的電子自旋可以理解為電子繞自身軸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的“磁性體”。同時(shí)，電子繞原子核旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生循環(huán)電流和磁場?！按判泽w”和磁場之間發(fā)生相互作用，即自旋軌道耦合。石墨烯自身的自旋軌道耦合可忽略不計(jì)，而黃金的自旋軌道耦合則非常強(qiáng)。黃金和石墨烯的相互作用使后者自旋軌道耦合增強(qiáng)。鈷對石墨烯的磁化也是如此。

磁性自旋軌道石墨烯可應(yīng)用于量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?，F(xiàn)在量子計(jì)算的信息元素（量子位）主要是在冷原子或超導(dǎo)躍遷中制成的。速度仍然是量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)面臨的主要問題：由于與外部環(huán)境的交互作用，量子位來不及完成所需頻次的操作并保存計(jì)算結(jié)果?；谛碌摹傲孔印辈牧?，如磁性自旋軌道石墨烯，制出量子位可成為該問題的解決方案之一。

來源:科技部

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