原子精度空位组装量子反点
介观与纳米尺度物理
2023-05-09 v1 材料科学
摘要
将反点（“空穴”）图案化为定义良好的反点晶格，创建了一类引人入胜的人工结构，用于对二维电子系统进行周期性调制，从而产生反常输运性质与奇异量子现象，并能够实现二维材料能带的精确工程化以攻克技术瓶颈。然而，以当前纳米光刻技术实现此类原子尺度量子反点（QADs）尚不可行。本文报道了通过二维 II 型 Dirac 半金属 PtTe2 中硫族单空位（SV）的可控组装，自下而上原子精度制备一系列具有精心设计的量子态的原子尺度 QADs。Te 空位作为原子尺度“反点”发生热迁移并组装成由单个 Te 原子间隔的高度有序 SV 晶格，达到反点晶格的最终微缩极限。增加 QADs 中 SV 的数量会增强累积排斥势，进而强化 QADs 内多口袋散射准粒子的集体干涉，产生从通信波段到远红外波段可调隙的多能级量子空穴态。此外，QADs 精确设计的量子空穴态受对称性保护，因而在逐原子氧取代掺杂下依然存续。因此，SV 组装的 QADs 展现出前所未有的鲁棒性与性质可调性，这不仅是其未来应用的关键，也体现了多样化的材料技术。
引用
@article{arxiv.2305.04088,
title = {Atomically-precise Vacancy-assembled Quantum Antidots},
author = {Hanyan Fang and Harshitra Mahalingam and Xinzhe Li and Xu Han and Zhizhan Qiu and Yixuan Han and Keian Noori and Dikshant Dulal and Hongfei Chen and Pin Lyu and Tianhao Yang and Jing Li and Chenliang Su and Wei Chen and Yongqing Cai and Antonio Castro H. Neto and Kostya S. Novoselov and Aleksandr Rodin and Jiong Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.04088},
year = {2023}
}