范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有許多獨(dú)特的電子性質(zhì)。非局部測(cè)量，即在遠(yuǎn)離預(yù)期經(jīng)典載流子流的接觸處測(cè)量電壓，已廣泛用于尋找新的輸運(yùn)機(jī)制，包括無(wú)耗散自旋和谷輸運(yùn)拓?fù)潆姾芍行粤黧w動(dòng)力流和螺旋邊緣模式。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)單層、雙層、少層石墨烯、過(guò)渡金屬二鹵化物和莫爾超晶格顯示出明顯的非局部效應(yīng)。然而，這些效應(yīng)的起源仍存在激烈的爭(zhēng)論。特別是石墨烯，在電荷中性時(shí)表現(xiàn)出巨大的非定域性，這一驚人的行為吸引了其他不同的解釋。鑒于此，作者利用尖端的超導(dǎo)量子干涉裝置（SQUID-on-tip）進(jìn)行納米尺度的熱成像和掃描柵成像，證明了石墨烯邊緣常見(jiàn)的電荷積累會(huì)導(dǎo)致巨大的非定域性，產(chǎn)生支持長(zhǎng)程電流的狹窄導(dǎo)電通道。出乎意料的是，邊緣電導(dǎo)雖然對(duì)零磁場(chǎng)下的電流流動(dòng)影響不大，但在中等磁場(chǎng)下會(huì)導(dǎo)致邊緣和體輸運(yùn)之間的場(chǎng)致解耦。在電荷中性處以及遠(yuǎn)離電荷處所產(chǎn)生的巨大的非定域性會(huì)產(chǎn)生對(duì)邊緣無(wú)序敏感的奇異流動(dòng)模式，其中電荷可以逆著全局電場(chǎng)流動(dòng)。觀測(cè)到的一維邊緣輸運(yùn)是通用的和非拓?fù)涞模A(yù)計(jì)將支持許多電子系統(tǒng)中的非局部輸運(yùn)，揭示了許多有爭(zhēng)議的觀察結(jié)果，并將它們與系統(tǒng)邊緣上的遠(yuǎn)程引導(dǎo)電子態(tài)聯(lián)系起來(lái)。
Fig. 1 非局部傳輸特性。
Fig. 2 石墨烯樣品在 4.2 K 時(shí)的掃描 SOT 熱成像。
Fig. 3 B = 5 T處的掃描柵顯微鏡。
Fig. 4 非局部傳輸?shù)臄?shù)值模擬。
相關(guān)研究成果于2021年由以色列魏茨曼科學(xué)研究所E. Zeldov課題組，發(fā)表在Nature（https://doi.org/10.1038/s41586-021-03501-7）上。原文：Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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