在量化磁場時，石墨烯超晶格表現(xiàn)出復雜的分形光譜，通常被稱為Hofstadter蝴蝶。它可以將其視為Landau能級的集合，該能級是由于每個超晶格晶胞的磁通量量子的合理(p/q)分數(shù)處出現(xiàn)的Brown-Zak微帶的量化而產(chǎn)生的。在這里，我們表明，在氮化硼上的石墨烯超晶格中，Brown-Zak費米子可以表現(xiàn)出高于106 cm
2 V
-1 s
-1的遷移率，平均自由程超過幾微米。我們設備的卓越品質使我們能夠證明Brown-Zak微型頻段的退化速率是4q倍，并且所有的退化（自旋，谷值和微型山谷）都可以通過低于1 K的交換相互作用來消除。我們還發(fā)現(xiàn)，對于相距數(shù)微米的電探針，在1/q分數(shù)處存在負彎曲電阻。后一個觀察結果突出了一個事實，即Brown-Zak費米子是Bloch準粒子，它們沿著直線軌跡在高場中傳播，就像零場中的電子一樣。
Fig. 1 高質量石墨烯超晶格及其傳輸性能。
Fig. 2 BZ費米子在微米距離上的彈道運輸
Fig. 3 在10 mK時BZ微型頻帶中的Landau量化。
Fig. 4 BZ微型頻帶中Landau電平的異常行為。
相關研究成果于2020年由英國曼徹斯特大學A. I. Berdyugin課題組，發(fā)表在Nature Communications (
https://doi.org/10.1038/s41467-020-19604-0) 上。原文：Long-range ballistic transport of Brown-Zak fermions in graphene superlattices。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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