西安交大王喆教授团队在双层石墨烯层间滑移调控领域取得重要进展

物质的电子结构由其微观结构决定，二维材料的层自由度则为操控其性质提供了一个新的维度。层间滑移作为决定二维材料微观结构的关键物理量，在调控电子结构及输运特性方面具有极大潜力。然而，如何在中心反演对称体系克服堆垛势垒以实现原子层滑移，并进一步实验验证层间滑移对电子输运性质的影响，是该领域面临的核心挑战。

双层石墨烯的层间滑移调控与拓扑电子输运效应示意图

近日，西安交通大学物理学院王喆教授团队研究利用数值模拟证明，弯曲的双层石墨烯结构可有效克服滑移势垒，实现能量稳定的层间滑移。进一步理论分析揭示了该滑移可诱导贝里曲率发生反转，进而在一维莫尔通道中实现拓扑边缘态。在实验方面，研究团队将双层石墨烯转移至纳米脊结构基底，成功实现了层间滑移的有效调控。低温电子输运测量结果清晰展示出带隙内的拓扑输运行为。通过对饱和电导与沟道长度依赖关系的系统研究，团队揭示了该体系中存在八重量子通道。该实验测量结果与理论计算高度吻合，为层间滑移的成功实现与有效调控提供了关键性实验证据。

相关成果以《双层石墨烯中层间滑移诱导的拓扑谷输运》（“Topological valley transport in bilayer graphene induced by interlayer sliding”）为题，在《物理评论快报》（Physical Review Letters）期刊上发表，同时入选编辑推荐（Editors’ Suggestions），并被美国物理学会旗下官方线上杂志《物理》（Physics Magazine） 选为物理亮点（Featured in Physics）。

西安交大物理学院潘杰副教授为第一作者，王喆教授与王澍曦助理教授为通讯作者。本研究获得了国家自然科学基金、陕西省基础科学（数学、物理学）研究院以及中央高校基本业务费的支持。王喆教授团队长期从事低维量子材料与器件的研究，相关研究成果已在《科学》（Science）、《自然-纳米技术》（Nature Nanotechnology）、《物理评论快报》（Physical Review Letters）、《物理评论X》（Physical Review X）等期刊上发表多篇论文。

论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/26q7-dsm1