探寻奇异物质的新量子标尺

使用碳原子的物质被定义为超级薄膜的石墨烯，其原子以六边形的模式，连接成网格模式。这些只有单原子厚的二维（2D）材料，具有非凡的性能。

在垂直磁场中，电子沿圆周运动。通常，固体材料中的电子的圆形轨道，与外加磁场之间存在一种特殊的关系：每个圆形轨道所包围的面积乘以外加磁场，只能等于一组固定的离散值。或者说，这些电子占据着被称为朗道能级的离散能级。

为了让这个乘积保持不变，如果磁场强度减半，那么绕轨道运行的电子所包围的面积必须翻倍。遵循这种模式的能级之间的差异，就可以像标尺上的刻度一样，可以被用来测量材料的电子性质和磁性。一旦这种模式出现任何细微的偏差，都意味着产生了一种新的量子标尺。在新的研究中，研究人员就发现了一种新的量子标尺在起作用的证据。

在实验中，研究人员将一个直径约20微米的双层石墨烯相对于另外一个双层石墨烯扭转了1.74°，创造出了一种莫阿量子物质设备。随后，他们将这个新创造的设备冷却到仅比绝对零度高0.01度的超低温，以此来减少单纯的原子和简单的电子的随机不规则运动，从而提高有机化合物材料中各自独立的电子发生相互作用的能力。

接着，研究人员观测了当施加的外部磁场的强度发生变化时，石墨烯层中的电子能级会如何变化。他们利用多功能的扫描隧道显微镜，对电子能级进行了测量。当他们在磁场中对这些双层石墨烯施加电压时，显微镜记录下了从材料“隧穿”到显微镜探针尖端的电子所产生的微小电流。研究人员发现，这些电子可以穿过石墨烯的表面，然后通过一个狭窄的通道进入石墨烯内部。这个过程称为“隧穿效应”。

（编辑：银川站长网）

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