科學(xué)家可以有一個(gè)宏偉的目標(biāo)：治愈疾病，探索遙遠(yuǎn)的世界，清潔能源革命。在物理和材料研究中，這些宏偉的目標(biāo)中的一些目標(biāo)是使具有普通特性的普通聲音物體：可以傳輸功率而沒有任何能量損失的電線，或者可以執(zhí)行當(dāng)今計(jì)算機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜計(jì)算的量子計(jì)算機(jī)。逐步將我們推向這些目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)的新興工作臺(tái)是二維材料，即單原子厚的材料片。

在9月14日發(fā)表在《自然物理學(xué)》雜志上的一篇論文中，由華盛頓大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)報(bào)告說，精心構(gòu)造的石墨烯堆棧(一種二維形式的碳)可以表現(xiàn)出高度相關(guān)的電子特性。研究小組還發(fā)現(xiàn)了證據(jù)，表明這種集體行為可能與外來磁態(tài)的出現(xiàn)有關(guān)。

華盛頓大學(xué)物理學(xué)，材料科學(xué)與工程學(xué)助理教授馬修·揚(yáng)科維茨(Matthew Yankowitz)表示：“我們創(chuàng)建了一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，使我們能夠以許多令人振奮的新方式來操縱石墨烯層中的電子。”在西澳大學(xué)清潔能源學(xué)院任教。

揚(yáng)科維茲(Yankowitz)領(lǐng)導(dǎo)了該團(tuán)隊(duì)，其中包括聯(lián)合大學(xué)的物理學(xué)，材料科學(xué)和工程學(xué)教授徐曉東。Xu還是威斯康星大學(xué)分子工程和科學(xué)研究所，威斯康星大學(xué)納米工程系統(tǒng)研究所和威斯康星大學(xué)清潔能源研究所的教職研究員。

由于二維材料是一層原子厚的原子，因此原子之間的鍵僅在二維中形成，像電子這樣的粒子只能像棋盤游戲中的碎片那樣運(yùn)動(dòng)：左右，前后或?qū)蔷€，但不能上或下。這些限制可以使2-D材料具有其3-D同類產(chǎn)品所缺乏的特性，并且科學(xué)家一直在探索不同材料的2-D薄片以表征和理解這些潛在有用的質(zhì)量。

但是在過去的十年中，像Yankowitz這樣的科學(xué)家也開始對(duì)2D材料進(jìn)行分層(例如一疊煎餅)，并且發(fā)現(xiàn)，如果以特定的結(jié)構(gòu)堆疊和旋轉(zhuǎn)并暴露在極低的溫度下，這些層會(huì)表現(xiàn)出異乎尋常的意外的屬性。

威斯康星大學(xué)團(tuán)隊(duì)研究了雙層石墨烯的構(gòu)建基塊：兩層石墨烯自然地層疊在一起。他們將一個(gè)雙層疊放在另一個(gè)頂部上(總共四個(gè)石墨烯層)，然后將它們扭曲，以使兩個(gè)雙層之間的碳原子布局略微不對(duì)齊。過去的研究表明，在石墨烯的單層或雙層之間引入這些小的扭轉(zhuǎn)角可能會(huì)對(duì)電子的行為產(chǎn)生重大影響。通過特定的電場(chǎng)配置和跨堆疊雙層的電荷分布，電子顯示出高度相關(guān)的行為。換句話說，它們都同時(shí)開始做相同的事情-或顯示相同的屬性。