范德瓦爾斯異質結構具有許多獨特的電子性質。非局部測量，即在遠離預期經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。已經發現單層、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。然而，這些效應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致巨大的非定域性，產生支持長程電流的狹窄導電通道。出乎意料的是，邊緣電導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生的巨大的非定域性會產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，預計將支持許多電子系統中的非局部輸運，揭示了許多有爭議的觀察結果，并將它們與系統邊緣上的遠程引導電子態聯系起來。
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 非局部傳輸的數值模擬。
相關研究成果于2021年由以色列魏茨曼科學研究所E. Zeldov課題組，發表在Nature（https://doi.org/10.1038/s41586-021-03501-7）上。原文：Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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