离子辐照单层石墨烯中的跳跃磁电阻

在温度低至 $T = 1.8$ K、磁场高达 $B = 8$ T 的条件下，测量了具有变程跳跃（VRH）导电机制的离子辐照单层石墨烯样品的磁电阻（MR）。观察到在垂直磁场中，跳跃电阻率 $R$ 减小，对应负磁电阻（NMR），而平行磁场在低温下导致正磁电阻（PMR）。NMR 基于“轨道”模型解释：垂直磁场抑制了 VRH 机制中长距离隧穿总概率里经由中间位点的多条路径的相消干涉。在低场下，观察到 NMR 的二次依赖关系（$|\Delta R/R|\sim B^2$），而当 $B > B^*$ 时，二次依赖变为线性依赖。发现不同样品和不同温度下的所有 NMR 曲线，在以 $B/B^*$ 为函数绘制时可合并为一条共同的依赖曲线。结果表明 $B^*\sim T^{1/2}$，与“轨道”模型的预测一致。所得 $B^*$ 值还可用于估算不同无序度样品中载流子的局域化半径 $\xi$。平行磁场中的 PMR 则通过电子自旋对齐抑制经由双占据态的跳跃跃迁来解释。