記者14日獲悉，來自中國(guó)科學(xué)院物理研究所、國(guó)家納米科學(xué)中心等單位的科研人員，通過研究三層石墨烯的菱形堆垛結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，在菱形堆垛三層石墨烯中，電子和紅外聲子之間具有強(qiáng)相互作用，這有望應(yīng)用于光電調(diào)制器和光電芯片等領(lǐng)域。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然-通訊》雜志。
▲三層石墨烯中堆垛相關(guān)的電聲耦合示意圖。左為ABA三層石墨烯堆疊；右為ABC三層石墨烯堆疊。（研究團(tuán)隊(duì)供圖）
近年來，三層石墨烯引發(fā)了研究人員的廣泛關(guān)注。通常，三層石墨烯可呈現(xiàn)出兩種不同的堆疊幾何構(gòu)型，分別是菱形堆垛和Bernal堆垛?！斑@兩種堆垛的三層石墨烯具有完全不一樣的對(duì)稱性和電子特性，比如中心對(duì)稱的菱形堆垛的三層石墨烯具有位移電場(chǎng)可調(diào)的能隙，并可展現(xiàn)出一系列Bernal堆垛三層石墨烯不具有的關(guān)聯(lián)物理效應(yīng)：莫特絕緣態(tài)、超導(dǎo)和鐵磁等?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡?、中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員張廣宇說。
如何理解三層石墨烯菱形堆垛中的這些獨(dú)特關(guān)聯(lián)物理效應(yīng)，已成為當(dāng)前重要研究前沿之一。此次，科研人員通過柵電壓可調(diào)的拉曼光譜和激發(fā)頻率依賴的近場(chǎng)紅外光譜，發(fā)現(xiàn)了菱形堆垛三層石墨烯中電子和紅外聲子之間具有強(qiáng)相互作用。“我們提出了一種簡(jiǎn)單、無損、高空間分辨的近場(chǎng)光學(xué)成像技術(shù)，不僅可以鑒別石墨烯的堆垛次序，還可以探索電子—聲子強(qiáng)相互作用，這為將來多層石墨烯以及轉(zhuǎn)角石墨烯的研究提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡?、國(guó)家納米科學(xué)中心研究員戴慶說。
據(jù)悉，這項(xiàng)研究為理解菱形堆垛的三層石墨烯中的超導(dǎo)和鐵磁等物理效應(yīng)提供了新的視角。同時(shí)，它也為新一代光電調(diào)制器和光電芯片的設(shè)計(jì)提供了相關(guān)材料研究的基礎(chǔ)。
來源：科技日?qǐng)?bào)（ 2024-03-15 第01版）
責(zé)編：曹旸
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