通过扫描开尔文探针显微镜成像石墨烯莫尔超晶格
材料科学
2021-04-28 v1 应用物理
摘要
范德瓦耳斯异质结构中的莫尔超晶格正受到越来越多的关注,因为在以小扭转角堆叠二维材料时,它们为定制和探索独特电子现象提供了新的机会。在此,我们揭示了扭转双层双层石墨烯(TDBG)莫尔超晶格中与堆叠畴相关的局域表面电势。结合使用横向压电力显微镜(LPFM)和扫描开尔文探针显微镜(SKPM),我们区分了贝纳尔(ABAB)堆叠和菱方(ABCA)堆叠的石墨烯,并将这些堆叠构型与局域表面电势直接关联。我们发现 ABCA 畴的表面电势比 ABAB 畴高约 15 mV(功函数更小)。基于密度泛函理论的第一性原理计算进一步表明,ABCA 与 ABAB 畴之间不同的功函数源于依赖于堆叠的电子结构。我们表明,虽然由 LPFM 可视化的莫尔超晶格会随时间变化,但通过 SKPM 对表面电势分布成像显得更稳定,从而能够在无针尖-样品接触诱导效应的情况下映射 ABAB 和 ABCA 畴。我们的结果提供了一种新的手段来可视化并探测莫尔超晶格中的局域畴堆叠及其对电子性质的影响。
引用
@article{arxiv.2102.09085,
title = {Imaging graphene moir\'e superlattices via scanning Kelvin probe microscopy},
author = {Junxi Yu and Rajiv Giridharagopal and Yuhao Li and Kaichen Xie and Jiangyu Li and Ting Cao and Xiaodong Xu and David S. Ginger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.09085},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 4 figures