Kondo effect and spin-orbit coupling in graphene quantum dots.
Kondo effect and spin-orbit coupling in graphene quantum dots.
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DOI：
10.1038/s41467-021-26149-3
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发表时间：
2021-10-14
影响因子：
16.6
通讯作者：
Ensslin K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kurzmann A;Kleeorin Y;Tong C;Garreis R;Knothe A;Eich M;Mittag C;Gold C;de Vries FK;Watanabe K;Taniguchi T;Fal'ko V;Meir Y;Ihn T;Ensslin K
近藤效应是研究强关联费米子的基石。传导电子与局部磁矩的相干交换耦合产生了屏蔽杂质自旋的近藤云。在这里，我们报道了自旋-轨道相互作用和近藤效应之间的相互作用，这可能导致双层石墨烯中量子点的近藤效应被屏蔽。更广泛地说，我们介绍了一个不同的实验平台来研究近藤物理。与碳纳米管不同，碳纳米管的手性决定了自旋-轨道耦合，打破了与近藤效应相关的电子态的SU(4)对称性，而我们研究的是一种平面碳材料，其中名义上是平坦的石墨烯的小自旋-轨道耦合被零点平面外声子增强。由此产生的双层石墨烯中的两电子三重态基态为探索具有小的自旋-轨道相互作用的近藤效应提供了一条途径。近藤效应已经在各种体系中观察到，包括碳纳米管量子点和存在杂质的石墨烯。本文报道了在双层石墨烯量子点中观察到的近藤效应，并研究了它与弱自旋轨道耦合的相互作用。
The Kondo effect is a cornerstone in the study of strongly correlated fermions. The coherent exchange coupling of conduction electrons to local magnetic moments gives rise to a Kondo cloud that screens the impurity spin. Here we report on the interplay between spin–orbit interaction and the Kondo effect, that can lead to a underscreened Kondo effects in quantum dots in bilayer graphene. More generally, we introduce a different experimental platform for studying Kondo physics. In contrast to carbon nanotubes, where nanotube chirality determines spin–orbit coupling breaking the SU(4) symmetry of the electronic states relevant for the Kondo effect, we study a planar carbon material where a small spin–orbit coupling of nominally flat graphene is enhanced by zero-point out-of-plane phonons. The resulting two-electron triplet ground state in bilayer graphene dots provides a route to exploring the Kondo effect with a small spin–orbit interaction. The Kondo effect has been observed in a variety of systems, including carbon nanotube quantum dots and graphene in the presence of impurities. Here, the authors report the observation of the Kondo effect in bilayer graphene quantum dots and study its interplay with weak spin-orbit coupling.
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