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《Nature要闻》:利用图案化介电超晶格的 2D 材料的能带结构工程


美国哥伦比亚大学Dean研究组利用外部电场处理二维材料中电子为综合能带工程提供了一条途径。通过施加人工设计的空间周期性超晶格电位,电子性质可以进一步被改变,能够超出自然发生的原子晶体的限制。


Forsythe 等人报导了一种新方法,即通过将表面电介质图案化并与原子级薄的范德华材料集成来制造高迁移率超晶格器件

他们通过分离器件组装和超晶格制造工艺,解决了在传统系统中限制超晶格工程的器件处理和迁移率降低之间棘手的折衷问题。原子级超薄材料的改进静电学,使相较先前示例的波长还要小的超晶格图案成为了可能。


此外,Forsythe 等人观察到了具有低于 40nm 波长超晶格的弹道石墨烯器件中复制狄拉克锥的形成,并报导了来自具有人工设计晶格对称性的超晶格在大磁场下的分形霍夫斯塔特谱,其中所述晶格对称性不同于主晶体。这一研究结果为石墨烯和相关范德华力材料的能带结构工程建立了一个具有动态可调性的稳定且多样的技术。