北师大物理学系何林课题组实现对石墨烯中单个碳空位缺陷谷间散射的探测和调控
2022-08-26 07:40阅读：
北师大物理学系何林课题组实现对石墨烯中单个碳空位缺陷谷间散射的探测和调控
来源：北京师范大学官网，2022-08-24
石墨烯中单原子缺陷可以使准粒子在石墨烯手性不同的两个谷之间发生弹性散射，即谷间散射。缺陷的谷间散射会显著影响石墨烯的输运特性，对理解其电学性质至关重要。早期大量的输运实验对这一问题进行了深入研究，报道了很多看似矛盾的输运现象，例如，弱局域化和弱反局域化现象、电子-空穴对称态和不对称态等。这些看似矛盾的输运现象被归因于石墨烯中缺陷引起的谷间散射的差异。然而，输运实验的研究对象是包含大量缺陷的石墨烯样品，如何理解缺陷诱导的谷间散射导致这些截然不同的输运现象是亟待解决的科学难题。基于此，北京师范大学物理学系何林课题组利用扫描隧道显微镜(STM)在原子尺度上实现了对石墨烯中单个碳原子空位缺陷谷间散射的探测和调控研究。他们发现，石墨烯中单原子缺陷引起的谷间散射影响范围与石墨烯中无质量狄拉克费米子的波长成正比。通过对单原子缺陷可控地充放电，他们发现随着缺陷带电量的增加，其引起散射势的尺寸逐渐变大，能极大地抑制谷间散射的强度和影响范围。与此同时，他们也发现带电的缺陷能导致明显的电子-空穴不对称的谷间散射。上述结果在单个碳原子空位缺陷的极限下实现了对谷间散射的探测和调控，为统一自洽地理解前期看似矛盾的输运实验现象提供了微观证据。
相关成果近日以“Characterization and Manipulation of Intervalley Scattering Induced by an Individual Monovacancy in Graphene”为题刊发在《Physical Review Letters》上 [1]。何林教授课题组的张钰博士(现为北京理工大学副教授)为文章的第一作者，丹麦技
来源：北京师范大学官网，2022-08-24
石墨烯中单原子缺陷可以使准粒子在石墨烯手性不同的两个谷之间发生弹性散射，即谷间散射。缺陷的谷间散射会显著影响石墨烯的输运特性，对理解其电学性质至关重要。早期大量的输运实验对这一问题进行了深入研究，报道了很多看似矛盾的输运现象，例如，弱局域化和弱反局域化现象、电子-空穴对称态和不对称态等。这些看似矛盾的输运现象被归因于石墨烯中缺陷引起的谷间散射的差异。然而，输运实验的研究对象是包含大量缺陷的石墨烯样品，如何理解缺陷诱导的谷间散射导致这些截然不同的输运现象是亟待解决的科学难题。基于此，北京师范大学物理学系何林课题组利用扫描隧道显微镜(STM)在原子尺度上实现了对石墨烯中单个碳原子空位缺陷谷间散射的探测和调控研究。他们发现，石墨烯中单原子缺陷引起的谷间散射影响范围与石墨烯中无质量狄拉克费米子的波长成正比。通过对单原子缺陷可控地充放电，他们发现随着缺陷带电量的增加，其引起散射势的尺寸逐渐变大，能极大地抑制谷间散射的强度和影响范围。与此同时，他们也发现带电的缺陷能导致明显的电子-空穴不对称的谷间散射。上述结果在单个碳原子空位缺陷的极限下实现了对谷间散射的探测和调控，为统一自洽地理解前期看似矛盾的输运实验现象提供了微观证据。
相关成果近日以“Characterization and Manipulation of Intervalley Scattering Induced by an Individual Monovacancy in Graphene”为题刊发在《Physical Review Letters》上 [1]。何林教授课题组的张钰博士(现为北京理工大学副教授)为文章的第一作者，丹麦技