范德華異質結富有許多獨特的電子特性。非局部測試，即在遠離經典載流子流動的接觸處測量電壓，已廣泛用于尋找新的傳輸機制，包括無耗散的自旋和谷傳輸，拓撲電中性電流，流體動力流動和螺旋邊緣模式。
非局域測試的原則是，具有均勻局域歐姆電阻的系統會在遠距離接觸處產生隨距離快速衰減的響應。在局部測試中，與常規歐姆行為的小偏差將導致測量信號產生偏差；在非局部測試中，歐姆貢獻呈指數式消失，從而將對非常規機制的相對靈敏性提高了幾個數量級。因此，非局部傳輸測試已成為繪制二維 (2D) 材料中新傳輸現象的首選方法。
在單層、雙層、少層石墨烯、過渡金屬二硫化物和莫爾超晶格中發現了明顯的非局部效應。然而，這些效應的起源仍存在激烈的爭論。特別是石墨烯，在電中性處表現出巨大的非定域性，這一引人注目的現象引起了不同的解釋。
有鑒于此，以色列魏茨曼科學研究所的A. Aharon-Steinberg, A. Marguerite, E. Zeldov在SQUID-on-tip（SOT）上使用超導量子干涉裝置進行納米級熱成像和掃描柵極成像，證明了石墨烯邊緣常見的電荷積累導致巨大的非定域態，產生了支持長程電流的狹窄導電通道。出乎意料的是，雖然邊緣電導對零磁場中的電流幾乎沒有影響，但它會在中等磁場下導致邊緣和體傳輸之間的場致解耦。由此產生的巨大非局域性在電荷中性和遠離它時會產生對邊緣無序敏感的奇異輸送特性，甚至會產生逆全局電場方向的電荷流。該研究觀察到的一維邊緣傳輸是通用的且非拓撲的，預計將支持許多電子系統中的非局部傳輸，提供對眾多爭議的解釋并將它們與系統邊緣的遠程引導電子狀態聯系起來。
相關結果以“Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene”為題發表在Nature期刊上。
圖2. 石墨烯樣品在4.2 K時的掃描 SOT 熱成像
Aharon-Steinberg, A., Marguerite, A., Perello, D.J.?et al.?Long-range nontopological edge currents in charge-neutral graphene.?Nature 593,?528–534 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03501-7
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