北师大物理学系何林教授课题组与北大孙庆丰教授课题组合作在石墨烯/WSe2异质结量子点中同时实现电子回
2022-03-29 07:03阅读：
北师大物理学系何林教授课题组与北大孙庆丰教授课题组合作在石墨烯/WSe2异质结量子点中同时实现电子回音壁模式和原子坍塌态
来源：北京师范大学官网，2022-03-25
石墨烯作为最早被发现的二维材料，其载流子是具有相对论性的无质量狄拉克费米子。基于此，量子电动力学在高能物理中很多新奇的理论预测，例如克莱因隧穿效应和原子坍塌态，都可以在石墨烯中实现。例如，前期的工作报道了在圆形受限电势中验证了石墨烯中无质量狄拉克费米子的克莱因隧穿效应，并且由于其准粒子的各向异性隧穿特性，石墨烯中无质量狄拉克费米子会通过回音壁模式（WGM）形成准束缚态。而关于原子坍塌态(ACS)的研究，在真实原子中需要合成的原子核带正电量大于170才能实现，实验上存在巨大困难，因此一直没有实现。由于石墨烯中无质量狄拉克费米子的“小”速度（1/300光速），在石墨烯中只需要点电荷Z ≥ 1就会导致在其周围形成原子坍塌态。一直以来科学家们普遍认为石墨烯量子点中回音壁模式准束缚态和点电荷附近的原子坍塌态起源于两种不同的物理机制，只能在两种不同的系统里实现。北京师范大学何林教授课题组和北京大学孙庆丰教授课题组密切合作，在一个体系里同时实现了回音壁模式准束缚态和原子坍塌态，证明两者可以在一个体系中共存。
实验上，何林教授课题组通过构筑石墨烯/WSe2异质结量子点在石墨烯中产生圆形库仑状静电势。他们通过扫描隧道谱学测量发现库仑状静电势在石墨烯量子点中心产生了原子坍塌态；与点电荷非常小的截断半径不同，他们发现量子点较大的截断半径导致在量子点边缘产生了回音壁模式准束缚态，证明了这两种准束缚态可以在一个体系中共存。此外，量子点较大的截断半径也提供了一个绝佳的研究平台来探索高磁场下原子坍塌态的行为。虽然关于磁场对原子坍塌态影响的研究具有悠久的历史，但相应的理论结
来源：北京师范大学官网，2022-03-25
石墨烯作为最早被发现的二维材料，其载流子是具有相对论性的无质量狄拉克费米子。基于此，量子电动力学在高能物理中很多新奇的理论预测，例如克莱因隧穿效应和原子坍塌态，都可以在石墨烯中实现。例如，前期的工作报道了在圆形受限电势中验证了石墨烯中无质量狄拉克费米子的克莱因隧穿效应，并且由于其准粒子的各向异性隧穿特性，石墨烯中无质量狄拉克费米子会通过回音壁模式（WGM）形成准束缚态。而关于原子坍塌态(ACS)的研究，在真实原子中需要合成的原子核带正电量大于170才能实现，实验上存在巨大困难，因此一直没有实现。由于石墨烯中无质量狄拉克费米子的“小”速度（1/300光速），在石墨烯中只需要点电荷Z ≥ 1就会导致在其周围形成原子坍塌态。一直以来科学家们普遍认为石墨烯量子点中回音壁模式准束缚态和点电荷附近的原子坍塌态起源于两种不同的物理机制，只能在两种不同的系统里实现。北京师范大学何林教授课题组和北京大学孙庆丰教授课题组密切合作，在一个体系里同时实现了回音壁模式准束缚态和原子坍塌态，证明两者可以在一个体系中共存。
实验上，何林教授课题组通过构筑石墨烯/WSe2异质结量子点在石墨烯中产生圆形库仑状静电势。他们通过扫描隧道谱学测量发现库仑状静电势在石墨烯量子点中心产生了原子坍塌态；与点电荷非常小的截断半径不同，他们发现量子点较大的截断半径导致在量子点边缘产生了回音壁模式准束缚态，证明了这两种准束缚态可以在一个体系中共存。此外，量子点较大的截断半径也提供了一个绝佳的研究平台来探索高磁场下原子坍塌态的行为。虽然关于磁场对原子坍塌态影响的研究具有悠久的历史，但相应的理论结