研究透视：石墨烯-量子振荡 | Nature

在原子级薄量子材料中，电子能带的异常控制，产生了几个层展emergent现象的发现。然而，目前还没有一种通用的方法，映射先进二维材料器件中的局域能带结构，其中有源层通常嵌入在绝缘层和金属栅中。

今日， 以色列 魏茨曼科学研究所 （Weizmann Institute of Science）Haibiao Zhou, Nadav Auerbach, Matan Uzan，Eli Zeldov等，在Nature上发文，基于扫描超导量子干涉装置，在一个模型系统（具有双栅的伯纳尔Bernal堆叠三层石墨烯）中，实现了德哈斯-范阿尔芬Haas-van Alphen量子振荡的成像，并显示了几个高度可调的能带。

在低磁场中，通过解析跨越100多个朗道能级的热力学量子振荡，以极高精度和纳米尺度空间分辨率重建了能带结构及其演化。此外，通过发展朗道能级干涉测量法，还展示了剪切应变诱导的赝磁场，并绘制了其空间相关性。相比于数百特斯拉Tesla赝磁场的人工诱导大应变，还检测到自然发生的低至1mT的赝磁场，对应于1毫度的石墨烯转角，相比于双层转角石墨烯中的典型角度无序低两个数量级。

在纳米尺度水平上，这种局部能带结构和应变的解析能力，有助于在实际范德瓦尔斯器件中，表征和应用可调能带工程。

Imaging quantum oscillations and millitesla pseudomagnetic fields in graphene.
在石墨烯中，量子振荡和毫特斯拉赝磁场成像。

图1: 实验装置和ABA堆叠石墨烯能带结构band structure，BS。

图2:在ABA堆叠石墨烯中，德哈斯-范阿尔芬de Haas–van Alphen效应测量。

图3:对量子振荡quantum oscillations成像，以及赝磁场pseudomagnetic fields，PMFs分析。

图4 应变诱导赝磁场的朗道能级Landau energy levels干涉测量。

文献链接

Zhou, H., Auerbach, N., Uzan, M. et al. Imaging quantum oscillations and millitesla pseudomagnetic fields in graphene. Nature (2023).
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06763-5
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06763-5
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06763-5.pdf
本文译自Nature。