谷场力学：超越谷味的局域视角

二维材料（主要是石墨烯和过渡金属硫族化物）中的谷电子学根植于谷味的存在，但如本工作所综述、深入研究和展示的，借助一种局域的、金兹堡-朗道序参量型场——谷场，其远远延伸至丰富的局域物理维度。由此产生了一个理论框架——谷场力学，用以处理局域物理并开辟局域谷调控之路。文中给出了多种结构的数值与解析结果。揭示了一系列新颖的局域现象，其特征明显违背基于谷味的预期或约束，从而实现灵活的谷调控——例如，先前确立的对称性与材料限制均被放宽，具有反演对称性的无隙单层石墨烯现也被加入材料清单，可相对简单地实现谷电子学。非谷定向应用亦可受益于局域谷物理，由此可电学切换直接带隙与间接带隙。最后，谷场力学框架被应用于谷控量子输运。总体而言，所揭示的多样局域谷现象暗示了谷场工程这一令人振奋的新方向——设计并搜寻量子结构以定制局域谷物理以供应用。