“橫看成嶺側(cè)成峰”，蘇東坡用這句詩(shī)來(lái)描述廬山景觀的各向異性。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所的研究團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外合作者發(fā)現(xiàn)，在二維世界里，電子在晶格中的傳輸也可以用類似語(yǔ)言描述。不過，這里“遠(yuǎn)近高低各不同”的不是山水風(fēng)景，而是導(dǎo)電特性沿著不同方向表現(xiàn)出差異。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《自然—通訊》。

　　研究人員將最小厚度4.8納米的層狀材料碲化鎵置于兩層10納米左右厚度的氮化硼之中，以對(duì)碲化鎵封裝保護(hù)。室溫下，少數(shù)層碲化鎵的電導(dǎo)率沿著不同方向呈近似正弦振蕩的周期性變化，表現(xiàn)出與硒化錫、磷化鍺相似的隨方向變化的各向異性電阻率（兩個(gè)差別最大的電阻率比值在10以內(nèi)）。通過施加垂直電場(chǎng)，碲化鎵的電導(dǎo)率各向異性的比值能夠從10倍飆升至5000倍，遠(yuǎn)超目前報(bào)道的具有面內(nèi)電學(xué)各向異性的其他體系。

　　也就是說(shuō)，電子沿著二維碲化鎵不同晶格方向的傳輸能力，能夠在電場(chǎng)的調(diào)控下達(dá)到三個(gè)數(shù)量級(jí)的差別。例如，沿著x方向，在施加一定外電場(chǎng)時(shí)電子“聽話”地通過；撤掉外電場(chǎng)后，電子則“老實(shí)”地不通過。外電場(chǎng)起到了二維電子“交通燈”的作用。

　　載流子有效質(zhì)量和電聲耦合形變勢(shì)的差異性，可能是碲化鎵中這種巨各向異性電導(dǎo)率的原因。基于上述發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步構(gòu)建了全范德華組裝的各向異性二維碲化鎵浮柵存儲(chǔ)器件，通過一次門電壓擦寫，在該存儲(chǔ)器件中可同時(shí)實(shí)現(xiàn)x和y方向（兩者方向垂直）兩組信息存儲(chǔ)。從科幻角度描述，這意味著存在一種可能，在各向異性存儲(chǔ)器中一次性寫入的數(shù)據(jù)沿一個(gè)方向讀取可能是一本小說(shuō)，沿另一個(gè)方向讀取則可能是一部電影。