能带结构是决定固体材料电子特性的基础，如何实现能带结构的按需设计和调控一直是凝聚态领域不懈追求的目标。二维材料具有灵活的栅电压可调性和易于构筑异质结的特性，利用微纳加工手段对二维材料施加周期性栅电压，可以构筑人工电子超晶格，实现类似摩尔势场的能带调控。而且与摩尔超晶格相比，人工电子超晶格的晶格形态、对称性、势场强度更加灵活可调，为实现新型能带调控和物态设计提供了全新的、更可控的研究平台。
此次，研究人员精心设计了一种笼状晶格形式的人工电子超晶格。实验和理论研究表明，在人工笼状势场作用下，石墨烯能带中出现了线性色散带、无色散平带等不同类型的带状组分。平带组分的电子态局域在超晶格点处，而线性色散带组分的电子态更加弥散，因此平带组分在人工超晶格结构中更容易受到局域栅极电压的调控。当人工势场强度增强时，平带组分的移动速度明显高于线性色散带组分，导致实验观察到的本征狄拉克带被抑制、卫星狄拉克带被增强。另一方面，在垂直磁场作用下，由于磁场势与超晶格势的竞争，本征狄拉克带重新获得主导地位。
研究人员表示，该研究成果提供了一种原位能带调控的新手段，为人工超晶格势场作用下能带演化的动态过程提供了深刻理解。在新闻网站《物理》的专题报道中，该工作被评价为“为能带结构的按需设计奠定了基础”。
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