得益于原子層超薄二維材料的制備、堆疊方法的不斷發(fā)展，二維材料范德華異質(zhì)結(jié)為量子材料打開了新的大門。通過不同層狀材料的組成和堆疊方向的調(diào)控，或者外部電場的變化，可以實現(xiàn)各種新奇的物理性質(zhì)，譬如高溫超導(dǎo)等等。
2019年上半年以來到今天，范德華異質(zhì)結(jié)相關(guān)研究成果已經(jīng)在Nature發(fā)表10篇文章。其中，2月25日一天發(fā)表了3篇，今天同期發(fā)表了2篇。
今天，Nature同期報道2篇范德華異質(zhì)結(jié)有關(guān)研究成果。一篇是關(guān)于三層石墨烯/hBN范德華異質(zhì)結(jié)的超導(dǎo)性能調(diào)控，來自加州大學(xué)伯克利分校Feng Wang、南京大學(xué)Yuanbo Zhang、斯坦福大學(xué)David Goldhaber-Gordon等團隊。另一篇是關(guān)于二維材料范德華異質(zhì)結(jié)中靜電門控效應(yīng)的可視化表征研究，來自華盛頓大學(xué)Xiaodong Xu、David H. Cobden和華威大學(xué)Neil R. Wilson等團隊。下面，作簡要介紹。
第一作者：Guorui Chen, Aaron L. Sharpe
通訊作者：Feng Wang、Yuanbo Zhang、David Goldhaber-Gordon
通訊單位：加州大學(xué)伯克利分校、南京大學(xué)、斯坦福大學(xué)
三層石墨烯（ABC-TLG）/hBN異質(zhì)結(jié)為三角形Hubbard模型的系統(tǒng)研究提供了理想的平臺：理論計算表明，該異質(zhì)結(jié)系統(tǒng)的三角形超晶格中表現(xiàn)出一個近乎平整的獨立的微帶，通過垂直電場的變化，可以調(diào)整微帶的帶寬。相比之下，魔角扭曲雙層石墨烯的則表現(xiàn)出兩個平坦的微帶，并且總在單粒子帶結(jié)構(gòu)中相交。
本文主要報道了在1/4填充Mott狀態(tài)，三層石墨烯（ABC-TLG）/hBN異質(zhì)結(jié)中超導(dǎo)結(jié)構(gòu)的調(diào)控變化特征。1）在相對于1/4填充莫特態(tài)進(jìn)行電子和空穴摻雜時，研究人員觀察到兩個明顯的超導(dǎo)圓頂。2）作者還發(fā)現(xiàn)，通過控制垂直電場，ABC-TLG / hBN異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的超導(dǎo)、絕緣和金屬態(tài)之間很容易發(fā)生轉(zhuǎn)變。
參考文獻(xiàn)：
GuoruiChen et al. Signatures of tunable superconductivity in a trilayer graphenemoiré superlattice. Nature 2019.
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1393-y
第一作者：Paul V. Nguyen
通訊作者：Xiaodong Xu、David H. Cobden、Neil R. Wilson
通訊單位：華盛頓大學(xué)、華威大學(xué)
在場效應(yīng)晶體管中，對電子狀態(tài)（譬如局部電勢變化、費米能級、能帶結(jié)構(gòu)等）的直接觀測可以加深我們對物理的深入理解，從而有助于我們對設(shè)備的功能進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。
本文報道了一種微尺度的角分辨光電子能譜，可實現(xiàn)對二維范德華異質(zhì)結(jié)器件中的電子狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測研究。值得一提的是，檢測可以在單個器件上進(jìn)行，從而對柵極控制的電子和光學(xué)特性之間的關(guān)系可以進(jìn)行深入和精確的研究。
作者發(fā)現(xiàn)，在雙端石墨烯器件中施加?xùn)艠O電壓時，費米能級會發(fā)生移動，跨越狄拉克點，且色散幾乎不發(fā)生變化。在二維半導(dǎo)體器件中，導(dǎo)帶邊緣則不斷地進(jìn)行著電子積累，邊緣的能量和動量不斷聚集。在單層WSe2中，隨著靜電摻雜的增加，帶隙降到幾百個meV，接近激子能量。
參考文獻(xiàn)：
PaulV. Nguyen et al. Visualizing electrostatic gating effects in two-dimensionalheterostructures. Nature 2019.
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1402-1
