近日，我校金沙以诚为本赢在信誉王文晓副教授课题组与湖南大学殷隆晶教授和秦志辉教授课题组、北京师范大学何林教授课题组合作，在二维石墨烯材料研究方面取得重要进展。研究成果“Layer-dependent evolution of electronic structures and correlations in rhombohedral multilayer graphene”发表在《Nature Nanotechnology》。湖南大学为第一单位，金沙以诚为本赢在信誉王文晓副教授、湖南大学殷隆晶教授和秦志辉教授为共同通讯作者。

二维范德瓦尔斯材料中的低能平带已成为探索强关联物理的新领域。最具代表性的二维平带材料家族是扭转的莫尔异质结构，其形成的平带可产生极强的电子-电子相互作用。相比扭转的莫尔材料，菱形堆垛石墨烯具有非常平的平带，容易制备，并且结构相对均一。最近，在三层菱形堆垛石墨烯中发现了由平带诱导的超导性和磁性，以及在厚层菱形堆垛石墨烯中发现了关联态，这表明菱形堆垛石墨烯系统非常适合探索平带引起的关联物理。多层菱形堆垛石墨烯中的平带物理及电子关联效应属于该领域最重要的科学问题之一。

合作研究团队成功制备了三至九层的高质量菱形堆垛石墨烯，并通过扫描隧道显微镜和扫描隧道谱，研究了这些系统中层依赖的电子结构和电子关联现象。研究发现，多层菱形堆垛石墨烯中存在超平的电子能带，平带的宽度和层数密切相关，层间耦合随层数增加逐渐增强，厚层的菱形堆垛石墨烯平带变窄，这必然会增强电子-电子相互作用。通过测量不同电子填充因子的扫描隧道谱，研究团队观察到平带会发生较大的能量分裂并在六层时达到最大值，这充分说明了强电子-电子相互作用关联态的存在。本项研究表明，多层菱形堆垛石墨烯具有强的电子关联特性，其电子性质可以通过层数调控，是研究强关联系统物性的优异新型材料。

王文晓副教授为我校2018年引进的精英三层次人才。该项研究成果依托于学院扫描隧道显微镜完成，其可以实现低至液氦温度(约4.2K)、超高真空（帕）、精度至原子级的分辨能力。该设备核心技术参数达到国际先进水平，为学院开展材料物理国际前沿研究和培育创新型人才奠定了重要基础。

《Nature Nanotechnology》是国际纳米材料物理领域的顶尖学术期刊，2024年期刊影响因子为38.1。原文链接URL：

https://www.nature.com/articles/s41565-024-01822-y。

层依赖的菱形堆垛石墨烯中的电子关联性质