“奶酪刨丝器”制作超薄彩虹色金属片

铋晶体。

本报讯 研究发现，超薄铋片可以显示出神秘的磁性，该性能有助于让这种柔软的彩虹色金属成为制造绿色电子产品的神奇材料。近日，相关研究成果发表于《物理评论快报》。

加拿大麦吉尔大学的Guillaume Gervais说：“研究人员一直在设想，非常薄的铋片可能具有不同寻常的物理特性，就像石墨烯等其他超薄材料一样。但由于铋非常柔软，很难将其做得足够薄，让这些奇特的性质显现出来。”

为此，Gervais和同事们开发出一种新技术来实现这一想法，他把这种技术比喻为“奶酪刨丝器”。使用该技术，研究人员成功制作出厚度仅为68纳米的铋片，不到一张纸厚度的千分之一。紧接着，他们将铋片暴露在比冰箱磁铁强数万倍的磁场中。

结果显示，无论是在极冷还是强磁等各种环境中，铋总是表现出一种特殊的电磁行为。也就是说，当研究人员将电线连接到铋上时，总会产生一种被称为“反常霍尔效应”的电流。

有趣的是，当增强这些磁场强度并没有影响电流时，Gervais跟同事打赌说提升温度可能会有效果，但他输了。

“我无法找出一个理论来解释该现象，只能找到一些可能解释现象的知识碎片。一种可能是，铋原子的排列方式依据一套被称为拓扑学的数学规则，限制了电子的能量和运动，但其中的细节仍不清楚。”Gervais说。

意大利萨勒诺大学的Carmine Ortix说：“这一实验的特点是进行了一次基本测量，结果非常令人吃惊，因为铋的已知特性表明，它不应该有反常霍尔效应。由于这种效应在室温下也会发生，这种金属的毒性也低于许多类似材料，因此超薄铋可能有助于在未来开发新型电子设备。”（张晴丹）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.066603