纳米多孔石墨烯 （NPG） 是横向键合的碳纳米带，是控制纳米尺度相干电子传播的有前途的平台。然而，为了实现成功的器件集成，NPG 最好位于保持或增强其各向异性传输特性的衬底上。在这里，使用原子紧束缚模型与非平衡格林函数相结合，我们研究了石墨烯上的 NPG，并表明它们的电子耦合被调制为层间扭曲角的函数。在小扭曲角 （θ ≲ 10°） 下，强杂化导致大量的层间传输和两层电流中的类似 Talbot 的干扰。此外，由于扭曲诱导的镜像对称性破坏，注入的电流表现出手性特征。在增加扭转角时，耦合减弱，单层电子特性恢复。此外，我们预测了光谱特征，允许通过扫描隧道显微镜探测扭曲依赖的层间耦合。
 
  
图1. 系统设置和绑定传输。（a） NPG（红色）、石墨烯（蓝色）和扭曲的 NPG/石墨烯双层的原子结构。黑叉和黑点分别表示旋转轴和注射部位。（b） 能量 E = −0.4 eV 的扭曲 NPG/石墨烯双层中的实空间键传输图。顶行：NPG 层。底行：石墨烯层。红点表示 NPG 层中的进样点。比例尺为 10 nm。
 
 
 
图2. NPG/石墨烯在不同 θ 处的带结构，投影在 NPG 上并展开到其布里渊区。展开的条带在沿 （X → Γ） 和沿 （Γ → Y） NPG 带轴的方向上表示。单层 NPG 的能带结构在对应于 θ = 0°（灰色虚线）的面板中绘制为参考。插图显示了石墨烯的 K/K′ 点（蓝色）和 NPG 的延伸 Γ 点在折叠前在广义动量空间中旋转了相应的角度（红色）。
 
 
 
图3. 不同 θ 下 NPG/石墨烯的能量分辨和平均 IPR。Aν 的平均值分别在负能量 Eν ∈ [−0.5， 0] eV（黑色实心条）和正能量 Eν ∈ [0， 0.5] eV（黑色空条）的状态上取用。能量分辨 IPR A（E） 在 E = −0.4 eV（红色实心方块）和 E = 0.4 eV（红色空方块）处进行评估。
 
 
图4. （a） NPG/石墨烯在不同 θ 处投影在 NPG 上的态密度。单层 NPG 的 DOS 在所有情况下都显示为参考（灰色阴影曲线）。（p）DOS 按原子表示。（b） 在 （a） 中红色 （E = −78 meV） 和蓝色箭头 （E = −400 meV） 表示的能量下评估的 θ = 1.92° 的 NPG 局部 DOS。顶部面板中的比例尺为 1 nm，NPG 几何图形叠加在两个面板的右下角。
 
       相关研究成果由多诺斯蒂亚国际物理中心Xabier Diaz de Cerio和Xabier Diaz de Cerio课题组2025年发表在Nano Letters (链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c04262)上。原文：Twisting nanoporous graphene on graphene: electronic decoupling and chiral currents

转自《石墨烯研究》公众号