那么除了石墨烯，还有没有其他相似的二维材料也能表现出此类特性呢？或者说这类狄拉克材料的发现是否有什么样的规律呢？经过长时间的探索，除了石墨烯，还有很多种二维材料(2D)相继被发现，比如硅烯、锗烯、砷化镓等等近百种材料，被国内外学者相继发现。主要是Ⅳ族化合物，Ⅲ-V族元素的二元体系，复合氧化物，金属硫族化物...但其中的石墨烯，以及石墨烯类硅和石墨烯类锗，几种碳同素异形体等等，都能实现二维的单原子层稳定存在材料，这些材料被猜想有可能会为狄拉克材料。

1.2 Dirac材料的电子输运

石墨烯的发现，撼动了人们常年由半导体制作电子元器件的现状。科学家预言石墨烯将使计算机的速度提高到一个新的速度。为什么石墨烯会有优良的电子输运性质呢？原因就在于这种二维材料，具有独特的能带结构，狄拉克锥 (Dirac cone)，如图1.2.1。我们所知道，不同的材料会有不同的能带结构。金属能带相互重合，绝缘体能带间隙很大，而半导体介于绝缘体和金属之间，分为直接间隙半导体和间接间隙半导体等等。而狄拉克锥 则有所区别，以石墨烯为例，在能带中布里渊区里，有四个狄拉克锥的存在。而且都处在费米面附近，导致石墨烯迁移率非常大。而且电阻率很小。它的电子的运动情况，在紧束缚近似下，可以用一个保罗狄拉克方程来描述，与此同时在某个点附近这种色散关系是呈现线性的形式，从能带在k空间中可以观察到，类似两个对顶的锥形，被称之为狄拉克锥，即Dirac锥。

在狄拉克锥被发现后，科学家又发现具有这种独特的能带结构的材料会具有一些优异的物理性质，比如载流子高迁移率等这些都是我们制造电子元器件所关注的物理量。

2014年Dirac materials-Advance in physics以及2015年The Rare Two-Dimensional Materials with Dirac Cones等文献，比较重点的介绍了狄拉克材料中狄拉克点的产生，形成狄拉克锥的过程，并用方程和模拟图形，解释了高载流子漂移率、高迁移率等性质。同时又提出了，通过狄拉克锥可以寻找新型二维狄拉克材料，同时狄拉克体系具有对称性、费米能级和能带耦合等等各种苛刻的限制。导致二维狄拉克体系的稀有性，同时更深层次的解释了狄拉克锥是怎么出现的，他的位置在会出现在哪里，密度泛函以及紧束缚，给出了大致的关于狄拉克锥的出现原因、锥顶定点位置和线性形状的物理解释。

图1.2.1独特的能带结构 狄拉克锥 (Dirac cone)

1.3材料中的磁阻

电路中，在电动势的驱动下，电子在导体里面坐定向运动，会受到杂质的缺陷或者空位等等散射中心的散射，相当于有阻力作用，表现出电阻的红外效应，引起电阻的发热。当我们加一个外加的磁场后，电子会受到磁场的作用，产生洛伦兹力，所以电子在运行过程中，不是按照直线运行，而是受到水平方向电场作用和不同方向的洛仑磁力作用，所以电子在定向移动的同时会发生偏折，呈曲线运行。也就是说电子通过导体时位移了相同的距离，但是运动经过的路程变长了。这会导致使电子碰撞机率增大，受到的散射几率增加。表现出正向磁阻，进而增加了电阻率。我们常常在金属或者半导体材料中发现这样的现象。也被称之为“常磁阻”。到后来人们发现一般材料制作的电阻的变化 5%，比如铜线这一类一般材料中。

材料的不同，磁阻便不同。有一些材料我们把它拼接组合后，比起单一的材料，电阻率就有很大的变化了。比如将铁磁材料以及非铁磁材料做成薄层，相互交替叠合形成层状的磁性薄膜结构。它的电阻率，有很大的改变，特别是在有外磁场环境，以及无外磁场环境，电阻率值浮动很大。在铁磁层的磁矩保持平行状态时，材料电阻表现为最小值。在铁磁层的磁矩保持反平行状态时，材料的电阻表现为最大值。我们将这一现象称为巨磁电阻效应，这以效应在很多电子科技产品的商业领域有不可替代的作用。在我们生活中有很多的巨磁阻效应的应用，比如用它做的数据读出头(Read Head)，可以用来读取体积小，而灵敏度高的硬磁盘。巨磁阻效应的开发，使得人们想拥有大储存能力的磁盘，并快速读取成为了可能。与此同时可以大大缩小磁性材料尺寸。