最新Science:雙層石墨烯中的可調激子

【引言】

雙層石墨烯(BLG)是一類具有連續可調帶隙的材料，其贗自旋繞組數為2，并且具有能谷依賴的貝里相位。相較于傳統的半導體而言，這些性質特點使得BLG成為探索二維物理現象的理想沃土。這其中，BLG中產生激子的光學躍遷能量具備可調的特性，在科學研究和技術開發領域存在可觀的應用潛能。然而，目前關于BLG激子研究僅僅停留在理論階段，還未有真正的觀察經驗出現。

【成果簡介】

美國康奈爾大學的Paul L. McEuen（通訊作者）、加州大學伯克利分校的王楓副教授（通訊作者）以及哥倫比亞大學的James Hone（通訊作者）等人在氮化硼中包覆高質量BLG，利用其光電流譜學觀察到了BLG中顯著的激子共振現象。這一現象具有窄線寬的特點，其從中紅外到太赫茲范圍均是可調的。這些激子所遵循的光學選擇規則與傳統半導體的激子截然不同，其電子贗自旋繞組數達到2。不僅如此，外磁場作用還可引發能谷-激子的分裂，其g因子可達20左右。這些現象的發現為探索電學可調石墨烯系統的激子物理學提供了功能性。該工作以 “Tunable excitons in bilayer graphene”為題發表在2017年11月17日的Science上。

【圖文導讀】

圖1：器件結構與測量示意圖

圖2：帶隙可調BLG的光電流譜學研究

圖3：P1和P2起源的理論研究

圖4： 激子躍遷的磁場依賴性

【文獻信息】

Tunable excitons in bilayer graphene（Science, 2017, DOI: 10.1126/science. aam9175）

本文由材料人學術組nanoCJ編輯整理，材料牛編輯整理。

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