2023年8月14日，Nano Lett.在线发表了美国俄亥俄大学Nancy Sandler和香港大学翟大伟课题组的研究论文，题目为《Topological Flat Bands in Strained Graphene: Substrate Engineering and Optical Control》。
引人注目的实验表明，当在层与层之间施加适当的转角时，双层石墨烯可以变得超导。这种现象的根源在于对层间杂化的修正，有效的Dirac模型可以很好地描述特定转角下的平带。转角莫尔超晶格中关联相的发现加速了对具有奇异性质的低维材料的探索。应变被认为是诱导有利于超导或其他关联相出现平带的替代方法。一种很有前途的方法是使用衬底工程来对材料进行应变。然而，由于对衬底形状和沉积材料的电子性质之间关系的不完全理解，设计具有定制性质的衬底受到了阻碍。在此研究中，通过分析具有一般晶体轮廓的石墨烯在周期性变形下的有效模型，作者确定了强C2z对称性破缺是出现能隙和准平带的关键衬底几何特征。研究发现，产生连接赝磁场情形的连续应变曲线对能带拓扑结构是很重要的。衬底产生的电子和拓扑性质可以用圆偏振光来控制，这也为识别应变痕迹的能带拓扑提供了独特的特征。这项研究结果可以指导应变工程实验，探索有趣的输运和拓扑现象。
图1 (a-c) 高度剖面的二维和三维图；(d) Bp的二维图；(e) 第一带隙、亚晶格局域态密度对比和Bp大小不对称性随θ的变化
图2 (a-d) θ值的计算能带和总态密度；(e-l) C2z对称性和C2z破缺的剖面图
图3 (a) 石墨烯在hBN间隔层和圆偏振光照衬底上的原理图；(b-d) 不同强度下hBN和圆偏振光的K和K’谷能带；(e) 未应变石墨烯的低能带示意图
【论文链接】
Mahmud, M.T., Zhai, D. & Sandler, N. Topological Flat Bands in Strained Graphene: Substrate Engineering and Optical Control. Nano Lett., 2023, 23, 7725-7732. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c02513
【其他相关文献】
[1] Banerjee, R., Nguyen, V.H., Granzier-Nakajima, T. et al. Strain Modulated Superlattices in Graphene. Nano Lett., 2020, 20, 3113. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b05108
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