石墨烯、过渡金属硫化物等二维Dirac材料目前受到广泛关注，此类材料中能够形成新型拓扑效应和几何量子效应，材料电子结构能够产生多种极值或者谷结构，因此提供更多的谷自由度，因此载流子在其中传输过程中能够进行各种奇异电子结构的调节。

有鉴于此，西班牙巴塞罗那科学技术学院Frank H. L. Koppens、Jianbo Yin等报道在能够调节能带的双层石墨烯材料中，能够设计电子的结构状态、电子的运动，为发展新型高性能开关和检测器等光电器件提供机会。

本文要点：

（1）

贝里（Berry）曲率在动量空间中的表现形式与磁场非常类似，Berry曲率普遍存在于具有奇异量子几何态的材料中，通过Berry曲率能够使得具有异常横向速度的Bloch电子形成类似霍尔效应的电流（Hall-like current），甚至在没有磁场条件就能形成这种类霍尔电流。

（2）

作者直接原位观测到可调谐的谷选择霍尔效应VSHE（tunable valley-selective Hall effect），其反演对称性和相应的电子的几何相位能够通过面外电场调控。通过中红外圆偏振光照射高质量双层石墨烯，验证发现在光照诱导的谷产生霍尔电压。与MoS₂相比，这种双层石墨烯产生强度提高了一个数量级的VSHE效应。这是因为Berry曲率的数值变化与能带大小变化的规律相反。通过观测谷选择性霍尔导电性的变化情况，研究了Berry曲率随着能带变化的规律。

这种原位控制VSHE效应为发展拓扑光电器件、量子立体光电器件提供机会。

参考文献

Jianbo Yin, Cheng Tan, David Barcons-Ruiz, Iacopo Torre, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Justin C. W. Song, James Hone, Frank H. L. Koppens, Tunable and giant valley-selective Hall effect in gapped bilayer graphene, Science 2022, 375 (6587), 1398-1402

DOI: 10.1126/science.abl4266

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl4266