近日，中国科学院物理研究所和国家纳米科学中心的科研团队通过对三层石墨烯的菱形堆垛结构进行深入研究，发现了电子与红外声子之间的强相互作用。这一发现有望在光电调制器和光电芯片等领域产生重大应用价值。相关成果已经在线发表于《自然·通讯》杂志。
近年来，三层石墨烯一直备受研究人员的关注。三层石墨烯具有两种常见的堆叠方式：菱形堆垛和Bernal堆垛。菱形堆垛结构具有中心对称性，其电子特性和对称性与Bernal堆垛结构截然不同。根据中国科学院物理研究所的研究员张广宇介绍，菱形堆垛结构的三层石墨烯拥有可通过位移电场调控的能隙，并呈现出一系列与Bernal堆垛结构不同的关联物理效应，如莫特绝缘态、超导和铁磁等。
科研团队通过栅电压可调的拉曼光谱和激发频率依赖的近场红外光谱等技术手段，成功发现了菱形堆垛三层石墨烯中电子与红外声子之间存在着强烈的相互作用。戴庆表示，他们提出了一种简单、无损、高空间分辨率的近场光学成像技术，不仅可以确定石墨烯的堆叠顺序，还可以探索电子与声子之间的相互作用，为未来多层石墨烯及转角石墨烯的研究提供了坚实的基础。
这项研究为理解菱形堆垛结构的三层石墨烯中的超导和铁磁等物理效应提供了全新的视角。与此同时，它也为设计新一代光电调制器和光电芯片提供了相关材料研究的基础。这一突破性的发现将极大地推动光电领域的发展，并为未来的科技创新注入新的活力。
