利用 Cu 表面单层空位岛工程在石墨烯中生成纳米级原子锐利 p-n 结

在石墨烯单层中创建高质量的 p-n 结对于研究无质量狄拉克费米子的许多奇异现象至关重要。然而，尽管石墨烯技术快速发展了十余年，在石墨烯中生成纳米级且原子级锐利的 p-n 结仍然明显困难。在此，我们采用 Cu 表面的单层空位岛工程，在石墨烯单层中实现具有原子级锐利边界的纳米级 p-n 结。Cu 单层空位岛边缘附近的石墨烯-Cu 间距变化影响了石墨烯中狄拉克点的位置，从而导致了石墨烯中高达 660 meV 高度的原子级锐利 p-n 结。生成的锐利 p-n 结将 Cu 单层空位岛上方的石墨烯隔离为连续石墨烯片中的纳米级石墨烯量子点 (GQDs)。无质量狄拉克费米子被 p-n 结限制有限时间，在 GQDs 中形成准束缚态。利用扫描隧道显微镜，我们观察到不同尺寸 GQDs 中准束缚态的共振，并直接可视化 GQDs 几何形状对准束缚态量子干涉图样的影响，这使我们能够在原子尺度上检验基于石墨烯的量子电子光学。