具有平带材料的电子结构与输运：二维材料与准晶体

本综述介绍了近期关于电子能带呈几乎无色散现象的材料的最新研究，这些材料因特定的原子有序结构（不包括电子相互作用）而形成所谓的“平带”。这些状态始终指示某种形式的约束，对电子性质具有重要影响。第一部分讨论由于无缺陷结构的长程几何导致的约束情况。我们研究了准周期的梭罗瓷砖和八角瓷砖的周期近似结构，以及石墨烯（TBG）或过渡金属硫化物（TMDs）的扭曲双层结构，其层间旋转角度取于特殊值，称为“魔角”。在这些材料中，平带对应于分布在数百乃至上千个原子上的电子态。我们表明，这些电子输运性质无法用常规的布洛赫-玻尔兹曼理论来描述，因为当涉及量子扩散时，能带间的速度算子项占主导地位。对于TBG，平带可诱导磁性态及其他电子-电子关联效应。第二部分聚焦于在二维纳米材料中存在局部点缺陷导致共振电子态（空位、吸附原子或分子）的情况。我们介绍了单层石墨烯、扭曲或伯氏双层石墨烯、碳纳米管、单层及多层黑磷烯以及单层TMDs的研究。最新结果发现，针对伯氏双层石墨烯的特定亚格子进行选择性功能化可导致金属或绝缘行为，取决于功能化亚格子的类型。这一结果表明功能化可是控制二维材料电子性质的关键参数。