通过磁电容测量探测具有可调一维石墨烯超晶格的大朗道能级分裂
介观与纳米尺度物理
2018-07-18 v1
摘要
石墨烯独特的零能朗道能级在体态中具有粒子-空穴对称性，该对称性在边界处解除并分裂为两个手性边缘模。长期以来理论上预言，零能朗道能级在{\it 体态}内的分裂可引发许多有趣物理现象，如量子自旋霍尔效应、手性边缘模的狄拉克型奇异点等。然而，迄今为止即使在hBN衬底上利用高磁场获得的分裂也难以实验探测且不具备功能性。在理论计算指导下，我们利用一维（1D）超晶格势实现了大能隙零能朗道能级分裂（ 150 meV）。我们在hBN封装的石墨烯器件中，使用周期约 100 nm的金属栅阵列构建了可调一维超晶格。通过测量磁电容谱可视化了朗道能级谱。我们监测了第零朗道能级随超晶格势的分裂。观测到的分裂能量相较此前关于本征石墨烯对称性破缺导致分裂的研究高一个数量级。利用简并微扰理论解释了该一维势中如此大朗道能级分裂的起源。我们发现，由于周期势的存在，朗道能级变得具有色散，并在可调带边处出现尖锐峰。我们的研究将为未来利用适当设计的周期图案创建用于多功能化及器件应用（如石墨烯电子电路）的可调一维周期结构铺平道路。
引用
@article{arxiv.1801.06630,
title = {Large Landau level splitting with tunable one-dimensional graphene superlattice probed by magneto capacitance measurements},
author = {Manabendra Kuiri and Gaurav Kumar Gupta and Yuval Ronen and Tanmoy Das and Anindya Das},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.06630},
year = {2018}
}