Electron-hole hybridization in bilayer graphene.
Electron-hole hybridization in bilayer graphene.
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DOI：
10.1093/nsr/nwz212
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发表时间：
2020-02
影响因子：
20.6
通讯作者：
Zhang X
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang S;Zhao M;Zhang C;Yang S;Wang Y;Watanabe K;Taniguchi T;Hone J;Zhang X
能带结构决定了电子在固体中的运动，如果设计得当，就会产生奇异的现象。通过将电子和光子进行类比，人工设计的光学晶格表明，石墨烯系统中可能存在类似的带状调制效应。然而，由于电子的费米子性质，调制的电子系统有望实现比光学晶格中的行为更丰富的类别。在这里，我们发现了周期势对双层石墨烯电子态的强烈调制。我们首次观察到电子和空穴亚带的杂化，导致了一次电荷中性点和二次电荷中性点的局域带隙。这种杂交导致了平带的形成，使得研究石墨烯体系中的相关效应成为可能。这项工作可能为操纵层状系统中的电子态提供一种新的方法，这对基础研究和应用都具有重要意义。
Band structure determines the motion of electrons in a solid, giving rise to exotic phenomena when properly engineered. Drawing an analogy between electrons and photons, artificially designed optical lattices indicate the possibility of a similar band modulation effect in graphene systems. Yet due to the fermionic nature of electrons, modulated electronic systems promise far richer categories of behaviors than those found in optical lattices. Here, we uncovered a strong modulation of electronic states in bilayer graphene subject to periodic potentials. We observed for the first time the hybridization of electron and hole sub-bands, resulting in local band gaps at both primary and secondary charge neutrality points. Such hybridization leads to the formation of flat bands, enabling the study of correlated effects in graphene systems. This work may provide a novel way to manipulate electronic states in layered systems, which is important to both fundamental research and application.
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