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石墨烯超晶格中狄拉克费米子的克隆

介观与纳米尺度物理 2013-06-03 v2

摘要

横向超晶格引起了广泛关注,因为它可能允许人们修饰二维电子系统的能谱,并最终创造出具有定制电子性质的材料。此前,实现具有足够短周期和弱无序的超晶格被证明是困难的,且大多数观测到的特征可用公度回旋轨道来解释。超晶格微带(即所谓的 Hofstadter 蝴蝶)形成的证据仅限于观测到新的低场振荡和朗道能级内部的精细结构。在此,我们报道了置于氮化硼衬底上并沿其晶体学方向精确对准的石墨烯的输运性质。衬底的莫尔势导致石墨烯电子能谱发生深刻变化。第二代狄拉克点表现为电阻率的显著峰值,并伴随霍尔效应的反转。后者表明有效质量的符号在石墨烯的导带和价带内发生改变。量子化磁场导致第三代狄拉克点的 Zak 型克隆,这些克隆在磁通量子以单位分数穿透超晶格原胞的场中被观测为众多电中性点。石墨烯超晶格为研究不可公度量子系统所预期的丰富物理开辟了途径,并展示了通过利用范德瓦尔斯异质结构中的晶体学对准来可控地修饰二维原子晶体电子能谱的可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.1212.5012,
  title  = {Cloning of Dirac fermions in graphene superlattices},
  author = {L. A. Ponomarenko and R. V. Gorbachev and G. L. Yu and D. C. Elias and R. Jalil and A. A. Patel and A. Mishchenko and A. S. Mayorov and C. R. Woods and J. R. Wallbank and M. Mucha-Kruczynski and B. A. Piot and M. Potemski and I. V. Grigorieva and K. S. Novoselov and F. Guinea and V. I. Fal'ko and A. K. Geim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1212.5012},
  year   = {2013}
}

备注

Nature 2013