?。?font size="1">作者：王敏 來源：中國科學(xué)報）

　　近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授曾長淦、特任副研究員范曉東與武漢大學(xué)教授袁聲軍，以及西班牙Imdea Nanociencia研究所教授Francisco Guinea、博士后詹真合作，利用精心設(shè)計的人工籠目超晶格勢場，實現(xiàn)了石墨烯中不同色散類型能帶的選擇性調(diào)控。8月6日，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《物理評論快報》，文章入選編輯推薦。

　　能帶結(jié)構(gòu)是決定固體材料電子特性的基礎(chǔ)，如何實現(xiàn)能帶結(jié)構(gòu)的按需設(shè)計與調(diào)控一直是凝聚態(tài)領(lǐng)域不懈追求的目標(biāo)。二維材料由于具有靈活的柵壓可調(diào)性以及易于構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)的屬性，為能帶調(diào)控研究注入了新的活力。其中，最典型的例子即在轉(zhuǎn)角石墨烯體系中，利用層間摩爾勢場成功構(gòu)筑了無色散平帶，并觀測到了關(guān)聯(lián)絕緣態(tài)、非常規(guī)超導(dǎo)、量子反?；魻栃?yīng)等。另一方面，利用微納加工方式對二維材料施加周期型柵壓可以構(gòu)筑“人工電子超晶格”，從而實現(xiàn)類似于摩爾勢場的能帶調(diào)控作用。而且，相較于摩爾超晶格，人工電子超晶格的晶格圖案、對稱性以及勢場強度均具有更靈活的可調(diào)性，為實現(xiàn)新型能帶調(diào)控及物態(tài)設(shè)計提供了一個新的、更具可控性的研究平臺。

　　近期，研究團隊精心設(shè)計了一種具有籠目晶格形式的人工電子超晶格，實現(xiàn)了石墨烯能帶結(jié)構(gòu)中不同色散類型分量的選擇型調(diào)控。經(jīng)實驗及理論研究發(fā)現(xiàn)，在人工籠目勢場作用下，石墨烯能帶中出現(xiàn)了線性色散能帶和無色散平帶等不同類型的能帶分量。平帶分量的電子態(tài)局域在超晶格格點處，而線性色散能帶分量的電子態(tài)更加彌散，因此平帶分量更容易被人工超晶格結(jié)構(gòu)中的局域柵壓調(diào)控。當(dāng)增強人工勢場強度時，平帶分量的移動速度明顯高于線性色散能帶分量，從而導(dǎo)致了實驗上觀測到的本征狄拉克能帶的抑制以及衛(wèi)星狄拉克能帶的增強。另一方面，在垂直磁場的作用下，由于磁場勢與超晶格勢的競爭，本征狄拉克能帶重新占據(jù)主導(dǎo)作用。

　　研究人員介紹，該工作提供了一種全新的原位能帶調(diào)控手段，并對人工超晶格勢場作用下能帶演化的動力學(xué)過程進行了深入的理解。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.066302