奇妙材料石墨烯再次创下另一个超高记录。在本周发表在《自然》杂志上的一篇论文中，来自曼彻斯特大学的研究人员报告了石墨烯在常温下表现出的创纪录高磁阻效应。在磁场作用下电阻率大幅变化的材料广泛应用于各种领域，例如每辆汽车和每台计算机中都包含许多微小的磁传感器。这样的材料很少见，大多数金属和半导体在室温和实际可行的磁场下仅会微量变化电阻率（通常少于1%的百万分之一）。为了观察到强磁阻响应，研究人员通常将材料冷却到液氦温度以下，让内部电子少受散射并能够遵循回旋轨迹。而现在，由安德烈·盖姆爵士领导的研究团队发现，过去二十年里几乎每个细节都已被研究过的石墨烯展现出了异常强大的响应，其在标准永磁体磁场（约为1,000高斯）下可达100%以上，这创下了已知材料中的记录。盖姆爵士在谈到这一最新的石墨烯发现时表示：“像我这样研究石墨烯的人一直以为这个物理学的金矿早就该被掏空了。但是这种材料一直在向我们证明我们错了，又找到了另一种体现。今天我不得不再次承认，石墨烯或许已死，但石墨烯万岁。”为了实现这一成果，研究人员使用了高质量石墨烯，并将其调整到纯净的、处于初次激发状态的“原始”状态，其中只有由温度激发的载流子。这创造了一个由频繁散射但仍有出奇高迁移率的“狄拉克费米子”组成的等离子体。高迁移率和狄拉克等离子体的中性对于报道的巨大磁阻效应至关重要。曼彻斯特大学的亚历克谢·贝尔迪金博士说：“过去十年里，石墨烯器件的电子质量有了巨大提升，似乎每个人都专注于在低温液氦下发现新的现象，而忽视了在常温下的情况。这也许并不令人惊讶，因为样品越冷，其行为通常越有趣。我们决定升温，并意外地发现了许多意想不到的现象。”除了创记录的磁阻效应外，研究人员还发现，在较高温度下，中性的石墨烯会变成所谓的“奇怪金属”。这称为电子散射极为快速，仅由海森堡不确定性原理确定的材料。奇怪金属的行为目前仍被了解甚少，世界各地的研究者正在对其进行研究。曼彻斯特的研究在研究中发现，石墨烯在几特斯拉以上的磁场中展现出巨大的线性磁阻效应，且其受温度影响较小。线性磁阻效应这一现象自发现以来已有一个多世纪，但一直是个谜。曼彻斯特的研究为奇怪金属行为和线性磁阻效应的起源提供了重要线索。贝尔迪金博士表示：“未掺杂的高质量石墨烯在室温下提供了探索一个全新领域的机会，这个领域原则上可能在十年前就被发现了，但不知何故被大家忽视了。我们计划研究这个奇怪金属领域，必定会带来更多有趣的结果、现象和应用。”这一篇论文的作者之一、兰开斯特大学的莱昂尼德·波诺马连科博士补充道。
