研究目的
探索在电子波长及以下尺度设计和构建电子物质以利用范德华异质结构的独特性质，创造具有非常规响应的合成量子超材料。
研究成果
该论文得出结论：范德华异质结构为设计具有可调谐和非传统电子特性的电子量子超材料提供了强大平台。通过在电子波长以下尺度进行结构工程，能够创造出具有涌现现象及新型相互作用量子超材料的材料。
研究不足
技术及应用方面的限制包括：难以精确控制范德华异质结构中的原子级对准与结构，以及需要对所提出的量子超材料行为进行进一步的实验验证。
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范德瓦尔斯异质结构中的电子量子超材料
DOI：10.1038/s41565-018-0294-9
期刊：Nature Nanotechnology
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
近几十年来，科学家已开发出制造特征尺寸小于光波长的合成周期性阵列的技术。当这些结构经过适当设计时，电磁辐射能以非常规方式被调控，从而产生通过纳米级结构直接控制功能的光学超材料。自然界也采用了类似技术——例如蝴蝶翅膀的独特色彩——来操控光子通过纳米级周期性组装体时的传播。本文重点探讨在电子波长及更小尺度上对电子物质进行人工结构设计的诱人潜力，这为具有非常规响应的新型合成量子超材料开辟了新途径。随着原子层异质结构堆叠（如机械拾取/转移组装）等实验技术的发展，可在小于特征电子长度尺度（如电子波长、屏蔽长度和电子平均自由程）的距离上轻松调控原子级对准与结构。然而电子超材料有望展现出比传统光学超材料技术更丰富的行为类别，这是因为与几乎不相互作用的电磁波不同，亚波长结构超材料中的带电电子会强烈相互作用，从而可预期产生大量涌现现象并设计出全新类别的相互作用量子超材料。
作者：
Justin C. W. Song，Nathaniel M. Gabor
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