通过石墨烯-单层氙异质结中可原位调控的高阶莫列图案裁剪狄拉克费米子
介观与纳米尺度物理
2022-11-22 v1 材料科学
强关联电子
摘要
近年来,在扭转双层石墨烯(tBLG)及其他莫列超晶格中实现了多种新颖量子相,包括关联绝缘体、超导、磁性及拓扑态。这些现象对莫列超晶格极为敏感,而莫列超晶格难以被快速或剧烈地改变。在此,我们报道了在石墨烯-单层氙异质结(G/mXe)中实现高阶莫列图案(一种高阶干涉图案)的实验,通过不同退火温度与压强改变 Xe 的晶格常数,将莫列周期从数纳米原位调控至无穷。我们利用角分辨光电子能谱直接观察到,随着莫列图案在实空间中连续扩张,石墨烯狄拉克锥的复本在动量空间中浮现并彼此靠近。当莫列周期趋近无穷时,这些复本最终相互重叠,并在由谷间耦合诱导的狄拉克点处观测到能隙,此为 Kekule 畸变的表现。我们构建了连续莫列哈密顿量,可很好地解释实验结果。G/mXe 中的莫列哈密顿量形式与 tBLG 中相似,并预言 G/mXe 中存在窄带宽的莫列能带。然而,G/mXe 中的莫列哈密顿量耦合来自不同谷的狄拉克费米子,而非如 tBLG 中来自不同层。我们的工作展示了研究莫列图案连续演化及其对电子结构调制作用的新型平台,并为利用可调谷间耦合裁剪狄拉克费米子提供了前所未有的途径。
引用
@article{arxiv.2203.09705,
title = {Tailoring Dirac fermions by in-situ tunable high-order moire pattern in graphene-monolayer xenon heterostructure},
author = {Chunlong Wu and Qiang Wan and Cao Peng and Shangkun Mo and Renzhe Li and Keming Zhao and Yanping Guo and Shengjun Yuan and Fengcheng Wu and Chendong Zhang and Nan Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.09705},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 4 figures, supplementary materials available from the authors, submitted Feb. 2022