《曼彻斯特大学的科学家在石墨烯材料中发现了新的准粒子族》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2020-11-17
  • AZO于2020年11月13日发布关于石墨烯材料的内容,文章指出由曼彻斯特大学的Andre Geim爵士和Alexey Berdyugin博士领导的一组研究人员在石墨烯基超晶格中发现并描述了一个名为Brown-Zak fermions的准粒子新族。该团队通过将石墨烯层的原子晶格与绝缘氮化硼片的原子晶格对齐,极大地改变了石墨烯片的性质,从而实现了这一突破。

    这项研究是在石墨烯-氮化硼超晶格连续数年取得进展之后进行的,这些进展使得人们可以观察到一种被称为霍夫施塔特蝴蝶的分形图案。今天(11月13日星期五),研究人员报告了在外加磁场作用下,这种结构中的粒子的另一种非常令人惊讶的行为。

    “众所周知,在零磁场中,电子沿直线轨道运动,如果你施加一个磁场,它们就会开始弯曲并绕圈运动。”Julien Barrier和Piranavan Kumaravadivel博士解释了他们的实验工作。

    “在与氮化硼对齐的石墨烯层中,电子也会开始弯曲——但如果你将磁场设为特定值,电子又会沿着直线轨迹运动,就好像不再有磁场一样!”这种行为与教科书上的物理学完全不同。”

    “我们把这种令人着迷的行为归因于高磁场下新准粒子的形成,”阿列克谢·伯丁金博士说。“尽管存在极高的磁场,这些准粒子仍有其独特的性质和异常高的迁移率。”

    该研究发表在《自然通讯》(doi: 10.1038/s41467-020-19604-0)上,通过霍夫斯塔德蝴蝶分形特征的修正框架,该研究描述了电子在超高质量石墨烯超晶格中的行为。过去十年石墨烯器件制造和测量技术的基本改进使这项工作成为可能。

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