分數電荷是分數量子霍爾效應的奇跡之一。在時間反轉對稱的二維六邊形晶格中,也會出現這樣的物體——作為旋轉鍵結構的束縛態出現,稱為Kekulé渦旋。然而,導致這種拓撲缺陷的物理機制仍然沒有合理解釋,這阻礙了實驗的實現。鑒于此,來自格勒諾布爾阿爾卑斯大學的Vincent T. Renard、洛桑聯邦理工學院的Oleg V. Yazyev和馬德里自治大學的Ivan Brihuega等人研究發現,在時間反轉對稱性下,在石墨烯的局部態密度中可以觀察到Kekulé渦旋。
文章要點:
1) 該研究證實,旋渦是由化學吸附的氫原子上的谷間散射產生的,并且,它們的2π繞組可以聯想到無質量狄拉克電子的貝里相π;
2) 此外,該研究表明,可以通過創建點散射體(如二階散射體)來誘導沒有渦流的Kekulé模式,從而打破不同的點對稱性,同時,該研究可證實點缺陷是石墨烯電子結構Kekulé工程的多功能構建塊。
參考資料:
Guan, Y., Dutreix, C., González-Herrero, H. et al. Observation of Kekulé vortices around hydrogen adatoms in graphene. Nat. Commun.(2024).
DOI:10.1038/s41467-024-47267-8
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47267-8