英国曼彻斯特大学A. I. Berdyugin课题组--石墨烯超晶格中Brown-Zak费米子的远距离弹道传输

在量化磁场时，石墨烯超晶格表现出复杂的分形光谱，通常被称为Hofstadter蝴蝶。它可以将其视为Landau能级的集合，该能级是由于每个超晶格晶胞的磁通量量子的合理(p/q)分数处出现的Brown-Zak微带的量化而产生的。在这里，我们表明，在氮化硼上的石墨烯超晶格中，Brown-Zak费米子可以表现出高于106 cm2 V-1 s-1的迁移率，平均自由程超过几微米。我们设备的卓越品质使我们能够证明Brown-Zak微型频段的退化速率是4q倍，并且所有的退化（自旋，谷值和微型山谷）都可以通过低于1 K的交换相互作用来消除。我们还发现，对于相距数微米的电探针，在1/q分数处存在负弯曲电阻。后一个观察结果突出了一个事实，即Brown-Zak费米子是Bloch准粒子，它们沿着直线轨迹在高场中传播，就像零场中的电子一样。

Fig. 1 高质量石墨烯超晶格及其传输性能。

Fig. 2 BZ费米子在微米距离上的弹道运输

Fig. 3 在10 mK时BZ微型频带中的Landau量化。

Fig. 4 BZ微型频带中Landau电平的异常行为。

相关研究成果于2020年由英国曼彻斯特大学A. I. Berdyugin课题组，发表在Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-020-19604-0) 上。原文：Long-range ballistic transport of Brown-Zak fermions in graphene superlattices。

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