【摘 要】
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二维材料范德华异质结近年来在二维材料以及物理领域引起了广泛的研究兴趣。通过将不同的二维材料人工堆叠在一起形成异质结,可以具备单种二维材料不具备的特性,从而为我们有
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二维材料范德华异质结近年来在二维材料以及物理领域引起了广泛的研究兴趣。通过将不同的二维材料人工堆叠在一起形成异质结,可以具备单种二维材料不具备的特性,从而为我们有目的地设计一些结构或者器件提供了极大的空间。其中石墨烯/六方氮化硼范德华异质结是最典型的代表。本论文围绕石墨烯/六方氮化硼范德华异质结的研究主要集中在以下几个方面:1、系统研究了外延石墨烯/六方氮化硼范德华异质结的电子结构。我们直接在六方氮化硼上外延高质量的单晶石墨烯。由于石墨烯和六方氮化硼之间存在1.7%的晶格失配,石墨烯表面形成莫尔条纹,会对石墨烯的能带进行显著的调控。我们利用低温输运测量以及角分辨光电子能谱(同清华大学周树云教授实验室合作)系统研究了该体系的能带结构。我们确定了超晶格狄拉克点位于超晶格布里渊区其中的三个K点,并证实了在原始狄拉克点位置存在大约160me V的能隙。同时发现,在高载流子浓度区域出现了第三代狄拉克点,在磁场下表现出不同于前两代狄拉克点的性质。2、石墨烯/六方氮化硼异质Corbino器件的低温输运测量。同普通的两端器件不同,在该结构中,磁场诱导的边界电流并不贡献电导。在磁场下当费米面依次跨过不同的朗道能级的时候,可以实现多次金属态到绝缘态的转变。我们利用六方氮化硼封装石墨烯Corbino器件,在磁场下直接观测到了不同朗道能级之间的能隙。3、在前期工作的基础上,我们发展了一种在六方氮化硼上直接外延石墨烯纳米带的方法。这种在六方氮化硼上面外延的纳米带表现出一维超晶格特性。我们在输运测量中,观测到了莫尔超晶格从二维到一维的转变以及超晶格狄拉克点的位置随着纳米带宽度的变化。
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