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5月26日,加州大学伯克利分校陈国瑞博士给我们带来领物课堂第一期讲座:石墨烯的七十二变。
课程中陈博士以石墨烯为例,给我们展示了二维材料的可调控性以及从中实现的丰富的物理现象。
首先,他介绍了二维材料中可以通过Moire超晶格来扩大晶格常数,折叠能带,从而调控能带结构。而后介绍了在二维材料系统中实现强关联物理的基本物理图像:历史上人们发现有些材料按照单电子图像看是半满的能带,理应为导体,然而实验却发现是绝缘体,由此发现这是一种强关联现象带来的结果,称其为Mott绝缘体。要想得到Mott绝缘体,要求电子-电子库伦相互作用能U大于电子的动能(或者能带宽度)W,此时电子由于库伦排斥,无法在晶格间运动,因此体现绝缘体性质。二者之差U-W对应Mott能隙。
其次,介绍了实验通过施加纵向电场,成功调控了三层石墨烯的Moire超晶格中电子相互作用和拓扑,可以实现上述Mott绝缘态,并且在Mott态附近还观测到了超导态,以及具有轨道磁矩的C=2的‘陈氏绝缘体’现象。
最后陈博士表示会继续深入研究在三层石墨烯体系里面丰富的物理现象。