信息学院徐洪起教授课题组与化学学院刘忠范院士课题组紧密合作，在高迁移率氮掺杂石墨烯的量子输运特性研究领域取得了重要进展。这一成果是材料科学、凝聚态物理与信息电子学交叉融合的典范，不仅深化了对低维材料电子行为的理解，也为未来高性能纳米电子器件的设计与应用奠定了坚实的科学基础。

氮掺杂是调控石墨烯电子结构、拓展其功能应用的关键手段之一。如何在实现有效掺杂的最大限度地保持石墨烯固有的高载流子迁移率，一直是该领域面临的核心挑战。迁移率是衡量材料导电能力的关键参数，高迁移率意味着电子在材料中运动时受到的散射较少，从而能实现更快速、更高效的信号传输与处理。在纳米尺度下，杂质、缺陷以及界面等因素引入的散射机制会显著降低迁移率，影响器件性能。

针对这一难题，两个课题组充分发挥各自优势，形成了强有力的协同攻关团队。刘忠范课题组在高质量石墨烯的可控制备与精准掺杂方面拥有深厚积累，他们发展了一种新颖的合成策略，成功制备出了晶格质量高、掺杂均匀且浓度可控的氮掺杂石墨烯样品。这为后续的精密物性测量提供了近乎理想的研究对象。

基于这些优质材料，徐洪起课题组利用其先进的极低温强磁场量子输运测量平台，对氮掺杂石墨烯的电子传输行为进行了系统深入的研究。实验发现，在特定掺杂构型下，材料展现出了异常高的载流子迁移率。通过细致的数据分析与理论建模，研究团队揭示了其内在物理机制：精准的氮原子取代式掺杂在引入预期载流子的有效抑制了由电荷杂质、晶格缺陷等引起的强散射中心，使得电子在输运过程中主要受限于声子散射等本征机制，从而在宏观上表现为极高的迁移率。这一发现澄清了以往研究中关于掺杂导致迁移率必然大幅下降的片面认识。

更为重要的是，研究团队在极低温条件下观察到了清晰的量子振荡现象（如Shubnikov-de Haas振荡），这是电子在强磁场中呈现量子化行为的直接证据。通过对这些量子振荡信号的分析，研究人员精确绘制了氮掺杂后石墨烯的费米面拓扑结构及能带变化，从量子层面直观揭示了掺杂对电子态的调制作用。这项研究将材料制备、物性测量与量子理论紧密结合，实现了从原子制造到宏观量子现象观测的全链条创新。

该项研究进展属于自然科学研究和试验发展领域的前沿探索，其成果已发表于国际顶级学术期刊。它标志着我国在低维量子材料与器件物理研究方面迈出了坚实的一步。基于此类高迁移率掺杂石墨烯，有望开发出速度更快、能耗更低的新型量子晶体管、传感器和互联器件，为下一代信息技术的突破提供核心材料支撑。这一成功合作也充分体现了学科交叉在攻克重大科学难题中的巨大潜力，为高校科研团队协同创新提供了优秀范例。