图文解析

● 图1. RG薄膜的输运特性。

a)RG中电子的层间跃迁机制，其中亮/暗小球分别代表AB次晶格的碳原子；

b)考虑到所有的层间电子跃迁时的RG表面态的色散关系。歪斜跃迁的γ4在平带以外引入了可观的能带展宽2γ4γ1/γ0，并引入了电子-空穴的不对称性。γ2和γ3的存在导致三角扭曲的能带。蓝色和红色分别表示导带和价带，双箭头表示导带和价带之间的有限带重叠；

c)当带隙Δ>2γ4γ1/γ0时RG的能带。双箭头指示带隙的大小；

d)电位移场D=0时RG和HG横向电阻率xx随载流子浓度的变化曲线；

e)横向电阻率xx随电位移场D的变化曲线。

● 图2. 多层RG中厚度依赖的输运特性

a-d)四种不同厚度RG的电导率成像；

e)临界电位移场Dc的厚度依赖性，大于该临界场上，输运间隙打开；

f)固定电位移场D，测试电导率xx的阿伦尼乌斯图（0.57 Vnm-1（红色正方形），0.62 Vnm-1（蓝色正方形），0.66 Vnm-1（绿色方框），0.76Vnm-1（黄色方块））。为了比较，在插图中绘制了D=0 Vnm-1（蓝星）时高电阻状态的热活化能。

● 图3. RG中的量子霍尔效应

a)朗道扇形图与强烈的电子-空穴不对称性：3nm器件的横向电导xx随载流子浓度和磁场的成像xx(n,B)；

b)a图中空穴区关于磁场和朗道能级填充因子的成像xx(,B);

c)a图中电子区关于朗道能级填充因子的微分电导成像dxx/d(,B);

d)分别使用带隙和零带隙计算的低能（彩色曲线）和高能（黑色）区域的多层RG中的朗道能级。自由粒子和带隙区域通过相变分开。红线和蓝线分别对应于具有相反自旋（量子自旋霍尔）或具有相反能谷自由度（层间反铁磁性）的电子状态。

e) 量子自旋霍尔阶数对朗道能谱的影响。数字表示填充因子。LL7和LL8表示第零个朗道能级的轨道指数。↑（红线）和↓（蓝线）表示自旋劈裂的朗道能级。ΔQSH指量子自旋霍尔阶数，而K和K'是相对的谷底。灰色线划定了带隙相和自由电子相的过渡。

f)与e相同，但用于层间反铁磁性。

● 图4. 多层RG绝缘相中的回滞现象

a)约3.3纳米厚RG器件中随载流子浓度的回滞现象；

b)相同器件的随垂直外外磁场B⊥的磁滞现象；

c) 约3.6 nm厚单栅极RG器件随平行外磁场B||的磁滞现象；

d)c图中的临界相图：取决于B||的绝缘相变。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2568-2

来源：研之成理