Nature Physics静电调控 | 范德瓦尔斯异质结构

在全范德华异质结构all-van der Waals heterostructure中，有源层、栅介质和栅电极，因为是具有低原子缺陷密度的二维晶体组装而成，该设计可以产生具有非常低无序度的二维电子系统，特别是在异质结构中，其中活性层也具有固有的低无序度，例如结晶石墨烯层，或金属二硫族化物异质双层。其中关键的缺失因素是纳米级静电控制，现有制造局部栅极的方法，通常会引入不必要的污染。

近日，美国 加利福尼亚大学圣芭芭拉分校（University of California, Santa Barbara）Liam A. Cohen, Noah L. Samuelson，Andrea F. Young等，在Nature Physics上发文，报道了一种无抗蚀剂的局部阳极氧化工艺，用于在石墨栅中，图案化亚100nm特征，并随后将其集成到全范德瓦尔斯异质结构。将分数量子霍尔体系中的量子点接触定义为基准器件，并观察到手性拉廷格Luttinger液体行为的特征，表明在点接触附近不存在非本征散射中心。在整数量子霍尔领域，演示了边缘限制势的原位控制，这是手征边缘态精确控制的关键要求。该项技术，可以实现能够在分数量子霍尔机制中，单个任意子控制和相干边缘态干涉测量器件的制造。
Nanoscale electrostatic control in ultraclean van der Waals heterostructures by local anodic oxidation of graphite gates. 基于石墨栅的局部阳极氧化，纳米尺度静电调控超净范德瓦尔斯异质结构。

图1:局部阳极氧化和石墨栅集成至范德瓦尔斯异质结构。

图2:整数量子霍尔机制中的量子点接触quantum point contact，QPC操作。

图3:分数量子霍尔边缘的分割和准粒子隧穿。

图4 基于静电选通，调整边缘锐度。

文献链接https://www.nature.com/articles/s41567-023-02114-3

https://doi.org/10.1038/s41567-023-02114-3

本文译自Nature。