石墨栅极诱导的二维绝缘体中的量子振荡
介观与纳米尺度物理
2021-12-22 v2 材料科学
强关联电子
摘要
我们展示了一种由二维(2D)层与邻近石墨栅极相互作用引起的二维材料绝缘态磁阻振荡机制。我们研究了一系列基于不同二维体系的器件,包括单层与双层 Td-WTe2、转角对齐的 MoTe2/WSe2 异质双层以及 Bernal 堆垛双层石墨烯,它们均具有相似的石墨栅极几何结构。我们发现,当这些二维体系被调谐至近绝缘态时,其电阻率普遍表现出随磁场变化的、对应于高密度费米面的量子振荡,这违背了朴素的能带理论。对石墨栅极电阻率的同步测量表明,这些振荡与石墨栅极自身电阻率的量子振荡精确相关。进一步支持这一关联的是,当石墨栅极被 TaSe2(一种不显示量子振荡的高密度金属)取代时,振荡被抑制。所观察到的现象源于石墨态密度的振荡行为,它调制了器件电容,从而在样品与栅电极之间维持恒定电化学势的情况下,依然调制了样品层中的载流子密度。振荡在近绝缘态处最为显著,此时电阻率对密度有强烈依赖。我们的研究基于样品-栅极耦合,为石墨栅极二维绝缘体中的量子振荡提出了一个统一机制。
引用
@article{arxiv.2107.10430,
title = {Quantum oscillations in 2D insulators induced by graphite gates},
author = {Jiacheng Zhu and Tingxin Li and Andrea F. Young and Jie Shan and Kin Fai Mak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.10430},
year = {2021}
}