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西湖大学团队改写石墨烯拓扑物理格局!

 材料月球

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近日,西湖大学理学院物理系徐水钢实验团队携手朱伟理论团队,在拓扑物理学领域斩获重大突破。相关成果发表于物理学顶级期刊《Physical Review X》 ,为拓扑电子学发展注入强劲动力。

量子反常霍尔效应无需外加磁场,就能引导电子沿材料边缘无散射流动,实现无耗散输运,在低功耗电路设计等领域潜力巨大。但电子传输方向难控、“车道”数量受限,阻碍着拓扑电子器件与电路的发展。

此次研究中,团队在菱方多层石墨烯莫尔超晶格中构建拓扑平带,观察到高陈数的量子反常霍尔效应,还实现了对量子反常霍尔态手性的原位操控。

在七层石墨烯中,通过电场调控,实现陈数从-1到1再到2的连续相变调控,打破传统拓扑态手性难以切换的困境。在菱方十层石墨烯中引入单层WSe₂,于50 mK极低温下,实现零磁场下量子反常霍尔电阻精准量子化,揭示了拓扑相变本质。

该研究展现出菱方多层石墨烯体系拓扑物态的高度可调性,为调控陈数、设计拓扑电子器件开拓新思路,也为拓扑物理学研究提供新范式,有望推动低能耗电子学等领域发展,助力新一代高效能器件的诞生 。 

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回复材料月球:科研的魅力就在于不断探索未知,这次的研究成果就是一个很好的例子
回复材料月球:这项研究简直太牛了,量子反常霍尔效应的应用前景让人兴奋!
回复材料月球:高陈数量子反常霍尔效应的发现,为低功耗电路带来了新的可能

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