扭曲的双层石墨烯产生了大型Moiré模式,在机械放松时形成三角网络。如果包括门控,每个三角形区域的电子狄拉克点会弥补,这些零点的角度表现为散装拓扑绝缘子,其拓扑指数取决于山谷指数和堆叠的类型。由于每个三角形都有两个相对充满电的山谷,因此它们在拓扑上仍然很琐碎。在这项工作中,我们通过分析和计算Continuum PDE模型来解决与该系统边缘电流有关的几个问题。首先,我们得出与单个山谷相对应的散装不变式,然后应用散装的交接对应关系以量化沿着界面的不对称传输。其次,我们引入了一个山谷耦合的连续体模型,以显示在使用多尺度扩展的小扰动的情况下,如何将山谷分离,以及如何用于较大缺陷的Valleys夫妇。第三,我们提出了一种证明大型连续体(伪 - )不同模型的方法,即通过诸如三角形网络顶点等连接来保留量化的不对称电流。我们使用光谱方法来支持所有这些参数,以计算相关电流和波袋传播。
了解电子 - 波相互作用在根本上很重要,并且对设备应用具有至关重要的影响。但是,在魔法角度附近的扭曲的双层石墨烯中,目前缺乏这种理解。在这里,我们使用时间和频率分辨的光电压测量方法研究电子音波耦合,作为声子介导的热电子冷却的直接和互补探针。我们发现在魔术角靠近扭曲的双层石墨烯的冷却时,我们发现了一个显着的加速:冷却时间是从室温下降到5 kelvin的几次picseconds,而在原始的双层石墨烯中,在较低温度下,冷却到声子变为较慢。我们的实验和理论分析表明,这种超快冷却是超晶格形成的组合作用,具有低功能的Moiré声子,空间压缩的电子Wannier轨道以及降低的超晶格Brillouin区域。这可以实现有效的电子 - phonon umklapp散射,从而克服了电子 - phonon动量不匹配。这些结果将扭转角建立为控制能量放松和电子热流的有效方法。
Andrew T. Pierce 1 * ‡ # 、Yonglong Xie 1,2,3 * ‡ 、Jeong Min Park 2 *、Zhuozhen Cai 1 、Kenji Watanabe 4 、Takashi Taniguchi 5 、Pablo Jarillo-Herrero 2‡ 、Amir Yacoby 1‡ 1 哈佛大学物理系,美国马萨诸塞州剑桥 02138 2 麻省理工学院物理系,美国马萨诸塞州剑桥 02139 3 莱斯大学物理与天文系,德克萨斯州休斯顿 77005 4 日本国家材料科学研究所电子和光学材料研究中心,日本筑波 305-0044 并木 1-1 5 日本国家材料科学研究所材料纳米结构研究中心,日本筑波 305-0044 并木 1-1 ‡ 通讯作者邮箱:atp66@cornell.edu、yx71@rice.edu、pjarillo@mit.edu、yacoby@g.harvard.edu
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图2将Ni原子插入石墨烯晶格。a-b)HAADF-STEM图像显示了两个不同的宏伟概述的样品概述,显示了石墨烯表面形成的3-5 nm ni岛。在Ni岛之间还观察到单个Ni原子。c)石墨烯表面上的ni岛,经Ni L 23鳗鱼核心损失边缘证实。d- e)说明了梁拖动技术,其中电子束位于源材料上(d中的红色箭头的尾巴)),并拖动到原始的石墨烯(d中的红色箭头头))。此过程在ni原子附加到的石墨烯中创建点缺陷时,吐出了Ni源原子。iNSET在e)中显示了带有原子模型覆盖的主HAADF-STEM图像的傅立叶过滤版本,显示了Ni原子的位置。Ni原子位置表示单个和DI-VACACES的职业。f)几分钟的电子束暴露后,掺杂剂的较高分辨率图像。观察到的结构的原子模型被覆盖。g)-i)通过在Ni岛和原始石墨烯上扫描电子束来插入Ni原子的一个例子。最初,石墨烯的斑块没有掺杂剂;由于产生缺陷并将Ni原子从相邻的Ni岛散射到石墨烯上,Ni原子附着在缺陷位点上并掺入晶格中。随着越来越多的C原子从晶格中敲打,孔开始形成,Ni原子装饰边缘,i)。图像E-F)和H-I)使用PyCroscopicy中的原理分析过滤。60,61
Ballistic transport spectroscopy of spin-orbit-coupled bands in monolayer graphene on WSe 2 Qing Rao, 1 † Wun-Hao Kang, 2 † Hongxia Xue, 1 Ziqing Ye, 3 Xuemeng Feng, 3 Kenji Watanabe, 4 Takashi Taniguchi, 4 Ning Wang, 3 Ming-Hao Liu, 2 * and Dong-Keun Ki 1 * 1 Department of Physics, The University of Hong Kong, Pokfulam Road, Hong Kong, China 2 Department of Physics, National Cheng Kung University, Tainan 70101, Taiwan 3 Department of Physics and Center for Quantum Materials, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon 999077, Hong Kong, China 4 National Institute for Materials Science, Namiki 1-1, Tsukuba, 305-0044,日本伊巴拉基†同等贡献。*通讯作者。Email: minghao.liu@phys.ncku.edu.tw , dkki@hku.hk Van der Waals interactions with transition metal dichalcogenides was shown to induce strong spin-orbit coupling (SOC) in graphene, offering great promises to combine large experimental flexibility of graphene with unique tuning capabilities of the SOC that can rotate spin by moving electrons or vice versa.在这里,我们通过测量弹道横向磁聚焦在WSE 2上的石墨烯中探测SOC驱动的带和电子动力学。我们在第一个焦点峰中发现了清晰的分裂,其电荷密度和磁场的演变通过使用〜13 meV的SOC强度进行了很好的重现,而在第二个峰中没有分裂,这表明较强的Rashba Soc。在温度依赖测量中也发现了电子电子散射的可能抑制。我们的研究表明,利用石墨烯中发音的弹道电子运动的一种有趣的可能性。此外,我们发现Shubnikov-de Haas振荡的SOC强度约为3.4 MEV,这表明它探测了不同的电子动力学,要求新理论。
方法样品制备使用“撕扯和堆叠”方法制造器件。用聚乙烯醇(PVA)拾取石墨烯和hBN。然后,将异质结构翻转到由甲基丙烯酸甲酯共聚物(Elvacite 2550/透明胶带/Sylgard 184)组成的中间结构上,并转移到具有 Ti/Au 电极的预先图案化的 SiO 2/Si 芯片上。将残留聚合物溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮、二氯甲烷、水、丙酮和异丙醇中。我们进一步使用AFM尖端清洁和高温形成气体退火程序清洁样品表面。最后,将器件在170°C的超高真空中退火12小时,并在400°C下退火2小时,然后将其转移到STM中。 STM 测量 STM/STS 测量是在自制的稀释制冷机 STM 上进行的,其钨尖端在 Cu(111) 表面上制备。MATBG 的载流子密度由施加到简并掺杂 Si 的栅极电压 V g 和通过 Au/Ti 电极施加到 MATBG 的样品电压 V s 控制。dI/dV 是通过锁定检测由添加到 V s 的交流调制 V rms 引起的交流隧道电流来测量的。测量是在样品偏置电压 V s 接近零的情况下进行的,以避免由于 K 点或 M 点声子 43 引起的非弹性隧穿。序参数分解有关此过程的完整详细信息和说明,我们请读者参阅 SI。简而言之,大型低偏置 STM 图像被分割成较小的 0.25 - 1 nm 2 子区域。每个子区域都相对于每个子区域的中心进行傅里叶变换。我们对 FFT 峰值应用位置相关的相位因子,以强制跨子区域保持一致的原点。在 IVC 波矢处获得的每个局部 FFT 的三个独立复值分解为三个复 IVC 序参数(“IVC 键”、“IVC 位点 A”和“IVC 位点 B”),它们对应于 C 3 点群的三个不可约表示 {(1, 1, 1)、(1, ω, ω 2) 和 (1, ω 2 , ω),其中 ω ≡ e 2πi/3 }。根据构造,如果 LDOS 是莫尔周期的,则这些序参数也是莫尔周期的。参考文献:1. Cao, Y. 等人。魔角石墨烯半填充时相关绝缘体的行为
优异的性能和大规模制造的潜力为碳化硅衬底上外延石墨烯的电子应用开辟了广阔的领域。然而,在不使用静电栅极的情况下,可靠的掺杂方法可以永久控制载流子浓度并将其调整到所需值,这具有挑战性,并且仍在研究中。在本研究中,研究了一种后生长分子掺杂技术,该技术通过使用受体 F4-TCNQ 来补偿原始外延石墨烯的高电子密度。通过精确调节掺杂剂浓度,载流子密度可以在从本征 n 型到 p 型的宽范围内进行调整。制造的量子霍尔器件可以直接使用,无需进一步处理。不同掺杂水平的石墨烯基器件的高精度电阻测量显示量化精度为 10 − 9,这强调了所制造器件的高质量以及该方法对器件应用的适用性。实验观察到的载流子密度与量子霍尔平台开始之间的相关性为量子电阻计量中的器件选择提供了可靠的标准。