【复材信息】北大Nat. Commu.：研究石墨烯的重要进展

2024-05-08

北京师范大学何林教授、北京大学孙庆丰教授团队在单层石墨烯单原子缺陷周围施加了局部旋转不对称的势场，对轨道角动量对相位奇点的影响进行了深入研究。他们的实验观察到，旋转不对称的势场改变了原子缺陷周围的波前结构，从原来的两波向前移动到单一。

研究小组通过详细的理论分析和数值模拟，指出这种异常现象是由于不同轨道角动量受限状态之间的耦合和假旋转的相位变化(详细图1和图2)引起的。这项研究不仅揭示了二维无质量狄拉克费米子轨道角动量对相位奇点的巨大影响，而且促进了对凝聚物理低维系统中相位奇点和波前错位的深刻理解。在纳米设备、电子光学设备和新型显微技术中，路轨间角动量透射引起的相位奇点的概念具有潜力。

以“相关研究成果”Visualizing a single wavefront dislocation induced by orbital angular momentum in graphene"问题发表于《Nature Communications》。

图1. 谷间透射和波前移位示意图。a，由于缺陷状态A，示意图显示来自位置B、谷物入射波与反射回位置B的谷物之间的谷间透射。轨道角动量在这些波前为零。b，波函数谷间透射过程是由转动不对称势能引起的。c，这涉及到两个假自旋转谷间的透射过程。d，在总局部密度状态下，示意图显示波前移位，其中仅包括假自旋转的贡献。e，与图b中两个谷物的谷间透射过程相似，但同时也涉及到假自旋和轨道角动量。轨角动量对谷物的影响体现在相位变化的色彩分布上。f，本图包含了假自旋转和轨道角动量藕合在B子晶格上的局部密度态调配。

图2. 试验中的两种波前移位类型。一种是单原子缺陷导致两个波前移位，另一种是一个波前移位。

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