石墨烯边缘化磁性碳膜的可控生长及其自旋式磁传感机理研究

  近年来，以石墨烯边缘电子自旋在磁场下改变巡游电子传输特性为原理的下一代自旋式磁传感器引起了极大关注。然而不同石墨烯边缘形态（如尺寸、间距）下的电子自旋作用机制目前尚未明确，成为这一新型纳米传感器发展的瓶颈。为此，申请人基于石墨烯边缘化碳膜可控制造及其磁阻效应起源的工作基础，提出“石墨烯边缘化磁性碳膜的自旋式磁传感机理”这一科学问题，将石墨烯“生长”与“边缘化”集成，进行连续式、分散式、夹层式三种石墨烯边缘化碳膜的可控制造，借助磁力隧道显微镜，磁场拉曼光谱，综合物性测量仪等手段揭示磁场下石墨烯边缘电子自旋的取向规律，探究其对巡游电子运动的调控机制，系统阐明三种形态石墨烯边缘中的巡游电子偏转（霍尔电压），散射（磁致电阻）与隧穿（磁致隧穿电流）效应，并以此为传感机理分别构造敏感元件。该研究对于揭示石墨烯边缘尺度效应下的自旋磁传感本质有重要科学意义，将为新型碳基磁传感器的科学设计与制造提供支持。