具有轨道与谷劈裂的静电约束单层石墨烯量子点
介观与纳米尺度物理
2016-08-11 v1
摘要
无质量载流子的静电约束受到克莱因隧穿效应的阻碍。在石墨烯中规避这一问题主要依赖于刻蚀纳米结构或施加电位移场以在双层石墨烯中打开带隙。迄今为止，这些方法都受到边缘无序或电子局域化控制不足的困扰。在此，我们通过在单层石墨烯中结合均匀磁场与静电约束，实现了一种替代策略。利用扫描隧道显微镜的针尖，我们在体石墨烯的朗道能隙中诱导出约束势，无需物理边缘。将这些局域态栅极调控至费米能附近，产生了超过 40 个库仑峰的规则充电序列，展现出 7-20 meV 的典型加法能。可以推断出 4-10 meV 的轨道劈裂以及第一轨道态约 3 meV 的谷劈裂。这些实验观测结果被紧束缚计算定量重现，计算中包含了石墨烯与取向一致的六方氮化硼衬底之间的相互作用。所展示的约束方法似乎适用于创建具有超越传统技术所能达到的、具有明确波函数性质的量子点。
引用
@article{arxiv.1608.02972,
title = {Electrostatically confined monolayer graphene quantum dots with orbital and valley splittings},
author = {Nils M. Freitag and Larisa A. Chizhova and Peter Nemes-Incze and Colin R. Woods and Roman V. Gorbachev and Yang Cao and Andre K. Geim and Kostya S. Novoselov and Joachim Burgdörfer and Florian Libisch and Markus Morgenstern},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.02972},
year = {2016}
}