以亚纳米精度图案化石墨烯实现狄拉克准粒子的量子限域
介观与纳米尺度物理
2020-09-29 v2
摘要
在人工制造的纳米结构中实现类石墨烯狄拉克电子的量子限域是一个长期追求的目标，这将为选择性调控石墨烯的电子性质（包括带隙开启或能级量子化）提供策略。然而，无论自顶向下还是自底向上的方法，以形状、尺寸和位置的纳米精度创建限域结构仍是一项实验挑战。此外，为石墨烯电子提供逃逸路径的克莱因隧穿限制了静电限域的效率。本文利用扫描隧道显微镜（STM）通过集体操纵大量 H 原子，以亚纳米精度创建石墨烯纳米图案。可在选定位置构建具有预定取向和形状、尺寸从 2 纳米到 1 微米不等的单个石墨烯纳米结构。该方法允许随意擦除和重建图案，并可在不同石墨烯衬底上实现。STM 实验表明，此类石墨烯纳米结构在零维和一维结构中均能非常高效地限域石墨烯狄拉克准粒子。在石墨烯量子点中，发现了高达 0.8 eV 的明确定义能带隙，其随量子点线性尺寸的倒数缩放，正如无质量狄拉克费米子所预期。
引用
@article{arxiv.2005.12205,
title = {Quantum confinement of Dirac quasiparticles in graphene patterned with subnanometer precision},
author = {E. Cortés-del Río and P. Mallet and H. González-Herrero and J. L. Lado and J. Fernández-Rossier and J. M. Gómez-Rodríguez and J-Y. Veuillen and I. Brihuega},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.12205},
year = {2020}
}
备注
Main Manuscript and Supporting Information