范德瓦尔斯异质结构具有许多独特的电子性质。非局部测量，即在远离预期经典载流子流的接触处测量电压，已广泛用于寻找新的输运机制，包括无耗散自旋和谷输运拓扑电荷中性流体动力流和螺旋边缘模式。已经发现单层、双层、少层石墨烯、过渡金属二卤化物和莫尔超晶格显示出明显的非局部效应。然而，这些效应的起源仍存在激烈的争论。特别是石墨烯，在电荷中性时表现出巨大的非定域性，这一惊人的行为吸引了其他不同的解释。鉴于此，作者利用尖端的超导量子干涉装置（SQUID-on-tip）进行纳米尺度的热成像和扫描栅成像，证明了石墨烯边缘常见的电荷积累会导致巨大的非定域性，产生支持长程电流的狭窄导电通道。出乎意料的是，边缘电导虽然对零磁场下的电流流动影响不大，但在中等磁场下会导致边缘和体输运之间的场致解耦。在电荷中性处以及远离电荷处所产生的巨大的非定域性会产生对边缘无序敏感的奇异流动模式，其中电荷可以逆着全局电场流动。观测到的一维边缘输运是通用的和非拓扑的，预计将支持许多电子系统中的非局部输运，揭示了许多有争议的观察结果，并将它们与系统边缘上的远程引导电子态联系起来。
 

Fig. 1 非局部传输特性。
 

Fig. 2 石墨烯样品在 4.2 K 时的扫描 SOT 热成像。
 

Fig. 3 B = 5 T处的扫描栅显微镜。
 

Fig. 4 非局部传输的数值模拟。
 
       相关研究成果于2021年由以色列魏茨曼科学研究所E. Zeldov课题组，发表在Nature（https://doi.org/10.1038/s41586-021-03501-7）上。原文：Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene。

转自《石墨烯杂志》公众号