近日，中國科學技術大學侯建國、王兵教授研究組利用掃描隧道顯微術研究石墨烯有序晶界，揭示了原子尺度分辨的有序晶界結構，證明了有序晶界中存在范霍夫奇異性(VHS)。相關研究成果發(fā)表在《物理評論快報》(《Physical Review Letters》)上。

晶界是石墨烯材料中的一種結構缺陷，會顯著影響其物理性質，特別是電導率和電子遷移率。研究人員利用掃描隧道顯微術，表征了多種具有原子尺度分辨的石墨烯有序晶界結構，并首次證明了石墨烯中有序晶界存在范霍夫奇異性引起的電子態(tài)(VHS態(tài))。通過比較石墨烯中有序晶界和無序晶界的電子學行為，分析了有序晶界中VHS態(tài)及無序晶界中的局域化電子態(tài)的差異，有助于理解相關輸運研究中相互矛盾的結果。結合理論計算，表明VHS態(tài)可以有效地提高石墨烯的載流子濃度?；谶@一結果，研究組提出了一種可能的內(nèi)嵌有序晶界的石墨烯條帶結構，可用于提高基于石墨烯條帶結構器件的電子輸運性質和器件效應。