石墨烯/氮化硼莫尔超晶格中栅极依赖的赝自旋混合
介观与纳米尺度物理
2016-03-27 v1 材料科学
摘要
石墨烯中的电子由具有二分量赝自旋的相对论性 Dirac-Weyl 旋量描述。Dirac 电子独特的赝自旋结构导致了石墨烯中出现无质量 Dirac 锥、反常量子霍尔效应和 Klein 隧穿等现象。操控电子赝自旋的能力对于新型石墨烯电子器件至关重要，而这需要在原子水平上精确区分两个石墨烯子晶格。石墨烯/氮化硼（graphene/BN）莫尔超晶格提供了一种在石墨烯中调控电子赝自旋的诱人方法，其中由 B-N 原子引起的快速子晶格振荡叠加在缓慢的莫尔周期之上。这种特殊的莫尔超晶格导致了一种具有异常电子赝自旋杂化的旋量势，由于光学跃迁对激发态波函数非常敏感，因此可以通过红外光谱直接探测。在此，我们对 graphene/BN 异质结进行了微红外光谱研究，证明莫尔超晶格势主要由类似于空间变化赝磁场的赝自旋混合分量主导。此外，我们表明该旋量势敏感地依赖于石墨烯中栅极诱导的载流子浓度，表明电子 - 电子相互作用对旋量势产生了强烈的重整化。我们的研究加深了对旋量莫尔势下石墨烯赝自旋结构的理解，并为在新型电子和光子纳米器件中控制二维异质结中的赝自旋提供了令人振奋的机遇。
引用
@article{arxiv.1405.2032,
title = {Gate-dependent Pseudospin Mixing in Graphene/Boron Nitride Moire Superlattices},
author = {Zhiwen Shi and Chenhao Jin and Wei Yang and Long Ju and Jason Horng and Xiaobo Lu and Hans A. Bechtel and Michael C. Martin and Deyi Fu and Junqiao Wu and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Yuanbo Zhang and Xuedong Bai Enge Wang and Guangyu Zhang and Feng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.2032},
year = {2016}
}