范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有許多獨特的電子性質(zhì)。非局部測量，即在遠離預(yù)期經(jīng)典載流子流的接觸處測量電壓，已廣泛用于尋找新的輸運機制，包括無耗散自旋和谷輸運拓撲電荷中性流體動力流和螺旋邊緣模式。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)單層、雙層、少層石墨烯、過渡金屬二鹵化物和莫爾超晶格顯示出明顯的非局部效應(yīng)。然而，這些效應(yīng)的起源仍存在激烈的爭論。特別是石墨烯，在電荷中性時表現(xiàn)出巨大的非定域性，這一驚人的行為吸引了其他不同的解釋。鑒于此，作者利用尖端的超導(dǎo)量子干涉裝置（SQUID-on-tip）進行納米尺度的熱成像和掃描柵成像，證明了石墨烯邊緣常見的電荷積累會導(dǎo)致巨大的非定域性，產(chǎn)生支持長程電流的狹窄導(dǎo)電通道。出乎意料的是，邊緣電導(dǎo)雖然對零磁場下的電流流動影響不大，但在中等磁場下會導(dǎo)致邊緣和體輸運之間的場致解耦。在電荷中性處以及遠離電荷處所產(chǎn)生的巨大的非定域性會產(chǎn)生對邊緣無序敏感的奇異流動模式，其中電荷可以逆著全局電場流動。觀測到的一維邊緣輸運是通用的和非拓撲的，預(yù)計將支持許多電子系統(tǒng)中的非局部輸運，揭示了許多有爭議的觀察結(jié)果，并將它們與系統(tǒng)邊緣上的遠程引導(dǎo)電子態(tài)聯(lián)系起來。
Fig. 1 非局部傳輸特性。
Fig. 2 石墨烯樣品在 4.2 K 時的掃描 SOT 熱成像。
Fig. 3 B = 5 T處的掃描柵顯微鏡。
Fig. 4 非局部傳輸?shù)臄?shù)值模擬。
相關(guān)研究成果于2021年由以色列魏茨曼科學(xué)研究所E. Zeldov課題組，發(fā)表在Nature（https://doi.org/10.1038/s41586-021-03501-7）上。原文：Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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