具有适当应变的单层或双层石墨烯有望具有高对称性的周期性伪磁场,但迄今为止,对此类伪磁场仍缺乏令人信服的证明,尤其是对双层石墨烯。在此,我们报告了大面积、周期性伪磁场存在的明确实验证据,其与涡旋晶格、低角度双螺旋分子层石墨烯的莫尔条纹表现出可通约性。通过扫描隧道显微镜/光谱学观察,该伪磁场强度大,可以将大量的狄拉克电子限制在循环定位的伪朗道能级中,并且通过紧密结合计算也得到了证实。我们进一步证明,伪磁场的几何形状,振幅和周期性可以通过旋转角和异应变两者进行微调。总的来说,本研究极大地丰富了扭曲的双层石墨烯,为探索新奇的物理现象(包括量子谷霍尔效应和量子反常霍尔效应),提供了一个强大的支持平台。
Fig. 1 扭转角TBG的电子性能。
Fig. 2 θ= 0.48°的变形扭曲双层石墨烯中的伪朗道能级。
Fig. 3 θ= 0.48°的变形TBG结构的计算结果。
Fig. 4 单轴异质应变TBG的电子性质和PMF行为。
Fig. 5 不同扭角的TBGs在AA/AB交变区的拟合伪磁场。
相关研究成果于2020年由中国科学技术大学国际功能材料量子设计中心(ICQD) Shengyong Qin课题组,发表在Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-019-14207-w)上。原文:Large-area, periodic, and tunable intrinsic pseudo-magnetic fields in low-angle twisted bilayer graphene。