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グラフェン：二層グラフェンドメイン壁におけるトポロジカルバレー輸送
Nature 520, 7549 doi: 10.1038/nature14364
電子バレーは、スピンに似た自由度であり、ここから、二層グラフェンに新しいトポロジカル相が生じる可能性がある。調整可能なバンドギャップを、外部電場によって二層グラフェンに発生させることができ、そのようなギャップがある二層グラフェンは、ノーバレー（no-valley）混合対称性によって保護されたトポロジカル絶縁相になり、量子バレーホール効果やカイラルエッジ状態の特徴を持つと予想されている。しかし、実際の二層グラフェンの端に存在する原子スケールの欠陥によってバレー間散乱が起こるため、そうしたカイラルエッジ状態の観測は困難である。最近の理論研究によって、AB積層とBA積層の二層グラフェン間のドメイン壁は、量子バレーホール絶縁体の保護されたカイラルエッジ状態を維持できることが示された。本論文では、二層グラフェンドメイン壁においてバリスティックな（すなわち、電子散乱がない）導電性チャネルを実験的に観測した結果を報告する。我々は、近接場赤外ナノメートルスケール顕微鏡（ナノスコピー）を用いて、デバイス基板上の二層グラフェン層の積層ドメイン壁をin situで画像化し、このドメイン壁に基づいてデュアルゲート電界効果トランジスターを作製した。垂直電場下でギャップがある絶縁性挙動を示す単一ドメインの二層グラフェンとは異なり、二層グラフェンのドメイン壁は、バリスティック長が4 Kで約400 nmの一次元バレー分極導電性チャネルの特徴を示す。二層グラフェンのドメイン壁におけるトポロジカルに保護されたこうした一次元カイラル状態は、グラフェンにおける特異なトポロジカル相やバレー物理を探究する機会を開くものである。
