《自然—物理学》：沈健/何攀课题组发现巨大的非线性谷霍尔效应

背景：谷电子学以动量空间中的能谷自由度作为信息载体，旨在突破传统电子学在能耗与功能方面的瓶颈。谷霍尔效应是实现谷流产生与调控的关键机制，其源于贝里曲率。当前凝聚态物理前沿之一是探索新型非线性电输运现象，但非线性谷霍尔效应此前仅被理论预言，尚未得到实验验证。研究目的：复旦大学沈健/何攀课题组旨在实验上观测和验证非线性谷霍尔效应，并探究其物理机制与调控特性。结论：该研究在石墨烯/六角氮化硼莫尔超晶格中，通过非局域谐波测量技术，首次成功观测到巨大的非线性谷霍尔效应，表现为显著的二倍频非局域电压信号。该效应强度远超线性响应，可通过栅压高效调控，并揭示了其源于由杂质散射主导的外禀机制。此外，研究还观测到非线性逆谷霍尔效应及高阶谐波响应，并提出了“谷整流器”新器件概念，为发展非线性谷电子学奠定了基础。