范德华异质结富有许多独特的电子特性。非局部测试，即在远离经典载流子流动的接触处测量电压，已广泛用于寻找新的传输机制，包括无耗散的自旋和谷传输，拓扑电中性电流，流体动力流动和螺旋边缘模式。
非局域测试的原则是，具有均匀局域欧姆电阻的系统会在远距离接触处产生随距离快速衰减的响应。在局部测试中，与常规欧姆行为的小偏差将导致测量信号产生偏差；在非局部测试中，欧姆贡献呈指数式消失，从而将对非常规机制的相对灵敏性提高了几个数量级。因此，非局部传输测试已成为绘制二维 (2D) 材料中新传输现象的首选方法。
在单层、双层、少层石墨烯、过渡金属二硫化物和莫尔超晶格中发现了明显的非局部效应。然而，这些效应的起源仍存在激烈的争论。特别是石墨烯，在电中性处表现出巨大的非定域性，这一引人注目的现象引起了不同的解释。
有鉴于此，以色列魏茨曼科学研究所的A. Aharon-Steinberg, A. Marguerite, E. Zeldov在SQUID-on-tip（SOT）上使用超导量子干涉装置进行纳米级热成像和扫描栅极成像，证明了石墨烯边缘常见的电荷积累导致巨大的非定域态，产生了支持长程电流的狭窄导电通道。出乎意料的是，虽然边缘电导对零磁场中的电流几乎没有影响，但它会在中等磁场下导致边缘和体传输之间的场致解耦。由此产生的巨大非局域性在电荷中性和远离它时会产生对边缘无序敏感的奇异输送特性，甚至会产生逆全局电场方向的电荷流。该研究观察到的一维边缘传输是通用的且非拓扑的，预计将支持许多电子系统中的非局部传输，提供对众多争议的解释并将它们与系统边缘的远程引导电子状态联系起来。
相关结果以“Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene”为题发表在Nature期刊上。
图2. 石墨烯样品在4.2 K时的扫描 SOT 热成像
Aharon-Steinberg, A., Marguerite, A., Perello, D.J. et al. Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene. Nature 593, 528–534 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03501-7
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