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物性物理学：量子ツイスティング顕微鏡
Nature 614, 7949 doi: 10.1038/s41586-022-05685-y
走査型プローブ顕微鏡法の発明は、電子現象を可視化する方法に革命をもたらした。現在のプローブは、空間における単一位置でのさまざまな電子特性にアクセスできるが、数カ所の位置における電子の量子力学的存在を直接プローブできる走査型顕微鏡があれば、これまで手が届かなかった電子系の主要な量子特性に直接アクセスできるようになると思われる。今回我々は、探針で局所的干渉実験を行える概念的に新しいタイプの走査型プローブ顕微鏡、すなわち量子ツイスティング顕微鏡（QTM：quantum twisting microscope）を実証する。QTMは、独自のファンデルワールス探針に基づいており、電子が試料にトンネルする多くのコヒーレント干渉路をもたらす純粋な二次元接合の形成を可能にする。この顕微鏡は、探針と試料の間のねじれ角の連続的走査を追加することで、走査型トンネル顕微鏡が実空間においてラインに沿って電子をプローブするのと同様に、運動量空間においてラインに沿って電子をプローブする。我々は、一連の実験を通して、探針における室温量子コヒーレンスを実証し、ねじれ2層グラフェンにおけるねじれ角の変化を調べ、単層グラフェンとねじれ2層グラフェンのエネルギーバンドを直接画像化し、さらに、ねじれ2層グラフェンの低エネルギーバンドが徐々に平坦化するのを可視化しながら、大きな局所圧力を印加した。今回のQTMによって、量子物質に関する新しい実験への道が開かれる。
