在垂直磁場(chǎng)下，電荷中性石墨烯的基態(tài)被預(yù)測(cè)為具有鐵磁序和自旋過(guò)濾的螺旋邊緣通道的量子霍爾拓?fù)浣^緣體。然而，在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)中，觀察到絕緣狀態(tài)是由晶格尺度的相互作用引起的，該晶格尺度的相互作用促進(jìn)了具有缺口的體積和邊緣激發(fā)的對(duì)稱(chēng)性破壞狀態(tài)。通過(guò)適當(dāng)篩選與鈦酸鍶(SrTiO
3)襯底的高介電常數(shù)的庫(kù)侖相互作用，我們將石墨烯零級(jí)朗道能級(jí)的基態(tài)調(diào)整到拓?fù)湎?。在低?特斯拉的磁場(chǎng)下出現(xiàn)了堅(jiān)固的螺旋邊緣傳輸，并在微米長(zhǎng)的距離上承受高達(dá)110開(kāi)爾文的溫度。這個(gè)多功能的石墨烯平臺(tái)可以在自旋電子學(xué)和拓?fù)淞孔佑?jì)算中發(fā)揮作用。
Fig. 1. 高k電介質(zhì)上石墨烯中的自旋
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Fig. 2. 低磁場(chǎng)量子自旋霍爾效應(yīng)。
Fig. 3. 非局部螺旋邊緣傳輸。
Fig. 4. 螺旋邊緣輸運(yùn)的相位圖。
相關(guān)研究成果于2020年由法國(guó)格勒諾布爾阿爾卑斯大學(xué)Benjamin Sacépé課題組，發(fā)表在Science(DOI: 10.1126/science.aax8201) 上。原文：Helical quantum Hall phase in graphene on SrTiO
3。
本帖摘自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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