双层石墨烯中的应变孤子与拓扑缺陷
介观与纳米尺度物理
2015-06-15 v1
摘要
自发对称性破缺（即系统的基态对称性低于底层哈密顿量的对称性）在物理学中普遍存在。它导致多重简并基态，每个基态具有由序参量标记的不同“破缺”对称性。该序参量在空间上的变化会导致不同破缺对称性区域边界处出现类孤子特征以及拓扑点缺陷。双层石墨烯是这一物理现象的迷人实例，其序参量由层间堆垛坐标给出。双层石墨烯一直是深入研究的对象，因为在垂直电场存在下，通过与其破缺对称性紧密相关的机制，其电子能谱中会出现带隙 [1-3]。理论学家进一步提出，在破缺对称性堆垛域之间的边界处存在 novel 电子态 [4-5]。然而，关于这些边界的结构特性知之甚少。在此，我们利用电子显微镜以纳米级和原子级分辨率测量了双层石墨烯中孤子边界和拓扑缺陷的宽度、运动和拓扑结构。我们发现，每个孤子由两层石墨烯之间发生在 6-11 nm 范围内的原子尺度注册位移组成。我们推断出层间平移的最小能垒，并观察到在 1000 {\deg}C 以上原位加热期间的孤子运动。这些结构在各种样品中的丰富存在及其异常性质表明，它们将对双层石墨烯的电子和机械性能产生重大影响。
引用
@article{arxiv.1304.7549,
title = {Strain Solitons and Topological Defects in Bilayer Graphene},
author = {Jonathan S. Alden and Adam W. Tsen and Pinshane Y. Huang and Robert Hovden and Lola Brown and Jiwoong Park and David A. Muller and Paul L. McEuen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.7549},
year = {2015}
}