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巴西米納斯聯(lián)邦大學(xué)Ado Jorio課題組--低角度扭曲雙層石墨烯中晶格動力學(xué)的局域化

扭曲雙層石墨烯是通過使雙層石墨烯中的兩個晶體網(wǎng)絡(luò)彼此相對旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。對于較小的扭曲角，材料會經(jīng)歷自組織的晶格重構(gòu)，從而形成周期性重復(fù)區(qū)域。由此產(chǎn)生的超晶格調(diào)節(jié)材料中的振動和電子結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致電子-聲子耦合行為發(fā)生變化，并觀察到強(qiáng)相關(guān)性和超導(dǎo)電性。然而，獲取這些調(diào)制并理解相關(guān)效應(yīng)是具有挑戰(zhàn)性的，對于實(shí)驗(yàn)技術(shù)來說，由于這些調(diào)制太小，無法準(zhǔn)確地解析相關(guān)能級，而對于理論模型來說又太大，無法正確地描述局域效應(yīng)。在這里，我們報(bào)道了由納米拉曼分光鏡生成的重構(gòu)(低角度)扭曲雙層石墨烯超晶格的高光譜光學(xué)圖像。使用納米拉曼技術(shù)使用可見光觀察晶體結(jié)構(gòu)成為可能，該技術(shù)揭示了晶格動力學(xué)的局域性，應(yīng)變孤波和拓?fù)潼c(diǎn)的存在導(dǎo)致可探測的光譜變化。通過原子模型可以使結(jié)果合理化，該模型可以評估超晶格的電子狀態(tài)和振動狀態(tài)的局部密度。該評估突出了孤波和拓?fù)潼c(diǎn)與結(jié)構(gòu)的振動和電子特性的相關(guān)性，尤其是對于較小的扭曲角。本文的研究結(jié)果為理解原子和納米尺度上的聲子相關(guān)效應(yīng)(如Jahn-Teller效應(yīng)和電子Cooper配對)邁出了重要的一步，并可能有助于在快速發(fā)展的扭曲電子學(xué)領(lǐng)域中改善器件的表征。

Fig. 1 rTBG中晶體超晶格的納米拉曼光譜成像。

Fig. 2 聲子結(jié)構(gòu)和納米拉曼光譜特征。

Fig. 3 納米拉曼光譜特征（上圖）和電子結(jié)構(gòu)（下圖）。

Fig. 4 TBG在不同扭轉(zhuǎn)角下的微拉曼光譜特征。

相關(guān)研究成果與2021年由巴西米納斯聯(lián)邦大學(xué)Ado Jorio課題組，發(fā)表在Nature（https://doi.org/10.1038/s41586-021-03252-5）上。原文：Localization of lattice dynamics in low-angle twisted bilayer graphene。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號



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