石墨烯中隐藏的传输路径得到证实，为下一代器件设计铺平了道路

根据浦项制铁物理系的Gil Ho Lee教授和博士生Hyeon Woo Jeong与日本国家材料科学研究所（NIMS）的渡边健二博士和谷口隆史博士合作领导的一项研究，双层石墨烯中的电子输运表现出对边缘态和非局域输运机制的明显依赖性

研究结果发表在《纳米快报》杂志上

双层石墨烯由两层垂直堆叠的石墨烯层组成，可以利用外部施加的电场来调节其电子带隙，这是电子传输所必需的特性。这一独特特征因其在“谷电子学”中的潜在作用而引起了相当大的关注，谷电子学是下一代数据处理的新兴范式

通过利用电子能量结构中的量子态“谷”作为离散数据存储单元，谷电子学能够比传统电子学或自旋电子学更快、更高效地处理数据。凭借其可调的带隙，双层石墨烯成为先进谷电子学研究和器件创新的基础平台

谷电子学的一个核心概念是“谷霍尔效应（VHE）”，它描述了电子流如何选择性地通过给定材料内的离散能态（称为“谷”）进行引导。因此，出现了一种称为“非局部电阻”的显著现象，即使在没有传导路径的情况下，也会在缺乏直流电流的区域引入可测量的电阻

尽管目前的大部分文献都将非局部电阻视为VHE的明确证据，但一些研究人员认为，器件边缘杂质或外部因素（如制造工艺）也可能产生观察到的信号，因此关于VHE起源的争论尚未解决

为了确定双层石墨烯中非局域电阻的确切来源，POSCO-NIMS联合研究小组制造了一种双栅极石墨烯器件，实现了精确的带隙控制。随后，他们将原始的、自然形成的石墨烯边缘的电特性与使用反应离子蚀刻人工加工的石墨烯的电特性进行了比较

这一发现表明，自然形成的边缘中的非局部电阻符合理论预期，而蚀刻处理的边缘表现出的非局部阻力比这些值高出两个数量级

这种差异表明蚀刻过程引入了与VHE无关的额外导电通路，从而解释了为什么在双层石墨烯的先前测量中观察到带隙减小

该论文的第一作者Hyeon Woo Jeong评论道：“蚀刻过程是器件制造中的一个重要步骤，但尚未得到足够的审查，特别是关于其对非局域传输的影响。”

“我们的研究结果强调了重新审视这些考虑因素的必要性，并为推进valleytronics器件的设计和开发提供了关键的见解。”