二維（2D）材料的異質(zhì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛研究，并且在2D系統(tǒng)中已經(jīng)揭示了許多重要的結(jié)果。然而，電荷密度波（CDW）系統(tǒng)與其他電子材料相結(jié)合的性質(zhì)尚未得到充分的研究。在這里，將1T-TaS
2的CDW特性納入石墨烯中的電子輸運。在CDW相變過程中，在石墨烯內(nèi)觀察到異常輸運行為，這與1T-TaS
2中相關(guān)無序的形成密切相關(guān)。特別地，相稱的CDW形成具有電勢波動的周期性電荷分布，從而構(gòu)成相關(guān)的帶電雜質(zhì)，這導(dǎo)致石墨烯中電阻率的降低。CDW石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的演示有助于理解與CDW系統(tǒng)的組合，并為控制石墨烯的溫度相關(guān)電阻率和開發(fā)有用的功能電子設(shè)備（如基于石墨烯的傳感器和存儲設(shè)備）鋪平了道路。
圖1.（a）單層石墨烯在1T-TaS
2下的示意圖。（b） 霍爾棒圖案中蝕刻的石墨烯/1T-TaS
2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)圖像。紅線和黑線分別表示1T-TaS
2和單層石墨烯。圖示了四探針測量連接。（c） 石墨烯層上1T-TaS
2結(jié)構(gòu)的示意圖，具有不同的溫度相關(guān)相：CCDW（左）、NCCDW（中）和ICCDW（右）。（d） 1T-TaS
2電阻率的溫度依賴性（上圖）、石墨烯/1T-TaS2異質(zhì)結(jié)構(gòu)（上圖）和提取的石墨烯電阻率（下圖）。藍(lán)（紅）線表示冷卻（升溫）的過程。實驗在Vg=0 V（20 K時載流子密度n=1.62×1013 cm
–2）下進(jìn)行。
圖2:（a）與柵極相關(guān)的電阻率曲線，在升溫過程中溫度范圍從100到300 K。（b） 與柵極相關(guān)的電阻率曲線，在升溫過程中溫度范圍為310至370K。
圖3. 石墨烯電阻率的提取和模擬結(jié)果。a.圓圈是在升溫過程中，在載流子密度n=1.62×10
13 cm
–2的情況下，從石墨烯/1T-TaS
2異質(zhì)結(jié)構(gòu)中提取的石墨烯電阻率作為溫度的函數(shù)。實線表示我們通過帶電雜質(zhì)（橄欖色）、聲學(xué)聲子（藍(lán)色）和總量（紅色）計算的模擬結(jié)果。
圖4. 石墨烯/1T-TaS
2異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的磁阻測量。（a） 石墨烯/1T-TaS
2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率σ
xx與60 mK下的柵極電壓和垂直磁場的二維圖。
相關(guān)研究成果由成均館大學(xué) Euyheon Hwang和韓國高級科學(xué)技術(shù)研究院Sungjae Cho等人2024年發(fā)表在ACS Applied Electronic Materials (鏈接: https://doi.org/10.1021/acsaelm.3c01560)上。原文：Effect of Charge Density Wave on the Electronic Transport in Graphene
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
