在光刻超结构中工程化有质量狄拉克准粒子的纳米尺度观察
介观与纳米尺度物理
2022-12-20 v1
摘要
有质量狄拉克费米子是以双曲带色散为特征的低能电子激发。它们在拓扑相变、反常霍尔效应和超导等多种新兴物理现象中扮演核心角色。本工作证明，通过在石墨烯器件中光刻图案化纳米级孔洞的超结构，可以有质量狄拉克费米子被可控地诱导产生。利用具有纳米级空间分辨率的角分辨光电子能谱，系统地可视化了它们的带色散。发现了有效质量与特征尺寸的线性标度关系，突显了超结构的狄拉克本质。原位静电掺杂显著增强了有效空穴质量，并导致直接观察到电子带隙，其峰间带分离为(0.64 0.03) eV，第一性原理计算表明该带隙被载流子诱导的屏蔽强烈重整化。所提出的方法概述了一种新的能带结构工程途径，其指导原则是在纳米尺度直接观察光刻超结构中结构和电学可调的有质量狄拉克准粒子。
引用
@article{arxiv.2212.08958,
title = {Nanoscale view of engineered massive Dirac quasiparticles in lithographic superstructures},
author = {Alfred J. H. Jones and Lene Gammelgaard and Mikkel O. Sauer and Deepnarayan Biswas and Roland J. Koch and Chris Jozwiak and Eli Rotenberg and Aaron Bostwick and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Cory R. Dean and Antti-Pekka Jauho and Peter Bøggild and Thomas G. Pedersen and Bjarke S. Jessen and Søren Ulstrup},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.08958},
year = {2022}
}
备注
37 pages, 12 figures (includes supporting information). A revised version has been published in ACS Nano