【仪表网 研发快讯】物质的电子结构由其微观结构决定，二维材料的层自由度则为操控其性质提供了一个新的维度。层间滑移作为决定二维材料微观结构的关键物理量，在调控电子结构及输运特性方面具有极大潜力。然而，如何在中心反演对称体系克服堆垛势垒以实现原子层滑移，并进一步实验验证层间滑移对电子输运性质的影响，是该领域面临的核心挑战。
双层石墨烯的层间滑移调控与拓扑电子输运效应示意图
近日，西安交通大学物理学院王喆教授团队研究利用数值模拟证明，弯曲的双层石墨烯结构可有效克服滑移势垒，实现能量稳定的层间滑移。进一步理论分析揭示了该滑移可诱导贝里曲率发生反转，进而在一维莫尔通道中实现拓扑边缘态。在实验方面，研究团队将双层石墨烯转移至纳米脊结构基底，成功实现了层间滑移的有效调控。低温电子输运测量结果清晰展示出带隙内的拓扑输运行为。通过对饱和电导与沟道长度依赖关系的系统研究，团队揭示了该体系中存在八重量子通道。该实验测量结果与理论计算高度吻合，为层间滑移的成功实现与有效调控提供了关键性实验证据。
相关成果以《双层石墨烯中层间滑移诱导的拓扑谷输运》(“Topological valley transport in bilayer graphene induced by interlayer sliding”)为题，在《物理评论快报》(Physical Review Letters)期刊上发表，同时入选编辑推荐(Editors’Suggestions)，并被美国物理学会旗下官方线上杂志《物理》(Physics Magazine) 选为物理亮点(Featured in Physics)。
西安交大物理学院潘杰副教授为第一作者，王喆教授与王澍曦助理教授为通讯作者。本研究获得了国家自然科学基金、陕西省基础科学(数学、物理学)研究院以及中央高校基本业务费的支持。王喆教授团队长期从事低维量子材料与器件的研究，相关研究成果已在《科学》(Science)、《自然-纳米技术》(Nature Nanotechnology)、《物理评论快报》(Physical Review Letters)、《物理评论X》(Physical Review X)等期刊上发表多篇论文。
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