北京師范大學(xué)何林教授、北京大學(xué)孫慶豐教授團隊在單層石墨烯單原子缺陷周圍施加了局部旋轉(zhuǎn)不對稱的勢場，對軌道角動量對相位奇點的影響進行了深入研究。他們的實驗觀察到，旋轉(zhuǎn)不對稱的勢場改變了原子缺陷周圍的波前結(jié)構(gòu)，從原來的兩波向前移動到單一。

研究小組通過詳細的理論分析和數(shù)值模擬，指出這種異?，F(xiàn)象是由于不同軌道角動量受限狀態(tài)之間的耦合和假旋轉(zhuǎn)的相位變化(詳細圖1和圖2)引起的。這項研究不僅揭示了二維無質(zhì)量狄拉克費米子軌道角動量對相位奇點的巨大影響，而且促進了對凝聚物理低維系統(tǒng)中相位奇點和波前錯位的深刻理解。在納米設(shè)備、電子光學(xué)設(shè)備和新型顯微技術(shù)中，路軌間角動量透射引起的相位奇點的概念具有潛力。

以“相關(guān)研究成果”Visualizing a single wavefront dislocation induced by orbital angular momentum in graphene"問題發(fā)表于《Nature Communications》。

圖1. 谷間透射和波前移位示意圖。a，由于缺陷狀態(tài)A，示意圖顯示來自位置B、谷物入射波與反射回位置B的谷物之間的谷間透射。軌道角動量在這些波前為零。b，波函數(shù)谷間透射過程是由轉(zhuǎn)動不對稱勢能引起的。c，這涉及到兩個假自旋轉(zhuǎn)谷間的透射過程。d，在總局部密度狀態(tài)下，示意圖顯示波前移位，其中僅包括假自旋轉(zhuǎn)的貢獻。e，與圖b中兩個谷物的谷間透射過程相似，但同時也涉及到假自旋和軌道角動量。軌角動量對谷物的影響體現(xiàn)在相位變化的色彩分布上。f，本圖包含了假自旋轉(zhuǎn)和軌道角動量藕合在B子晶格上的局部密度態(tài)調(diào)配。

圖2. 試驗中的兩種波前移位類型。一種是單原子缺陷導(dǎo)致兩個波前移位，另一種是一個波前移位。

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原標題：北大Nat[復(fù)材信息]. Commu.：石墨烯研究的重要進展

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