深圳市二维材料孔雀团队
【Adv. Funct. Mater.】平面材料扭转结构与摩尔超晶格的研究进展
       二维材料及其范德华异质结已被广泛应用于能源、催化、传感、记忆器件等,然而最新的平面材料的研究见证了层间扭转角的独特魅力,可从传统电子结构中获得奇特电子态,具有“点石成金”的魔力。摩尔纹可诞生于扭转堆叠的原子层厚度的二维材料中, 并展示出异常迷人的量子现象。过去十年在纳米平面材料中出现的新型二维摩尔纹,不仅具有优美的图案纹理,也被视为观测奇异量子现象的圣地。近年来所制备的摩尔超晶格结构预示着扭转学的精进发展,随之涌现了大量新材料相结构及奇特性质,如扭转诱导的超导、磁性等。


       近期,中国深圳大学李煜博士和张晗教授总结了近年来构建摩尔超晶格的先进实验方法及摩尔结构-层间扭转角相关的一系列奇特的物理性质:van Hove奇点、可调谐Mott绝缘态及Hofstadter蝴蝶图案,超导态和摩尔激子等。该工作“Recent Advances in Twisted Structures of Flatland Materials and Crafting Moiré Superlattices”致力于覆盖与摩尔超晶格相关的所有奇特性质,总结了层间扭转对各种二维材料从电子结构到光学属性的影响。相关结果发表在Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.202000878)上。

       在文章中,他们首先回顾了对于扭转双层石墨烯摩尔超晶格的电子结构及扭转角的新的物理学洞见,概述了制备平面材料摩尔超晶格的先进工艺进展与层间扭转角的精确调控方法。如STM/STS等实验方法的最新进展为对双层扭转石墨烯在魔鬼角时出现的扁平带的电子结构调制现象提供了新见解,即强关联系统中的超导性。其次,他们延伸到石墨烯之外的各种摩尔超晶格体系:石墨烯与氮化硼的异质结、硅烯、黑磷及异质结构BP/MoS2 中发现的新奇物理性质。如硅烯中表现出层间跃迁,即使在较大扭转角度依然保持,这是石墨烯摩尔超晶格不具备的。而在磷烯中,扭转角可直接影响电子波函数的局域化,并伴随载流子迁移率的骤降。最后,他们探讨了过渡金属二硫族化物摩尔超晶格中发现的光学领域很重要的激子现象。与此同时,作者也展望了范德华耦合扭转材料在新一代电子器件中的前景与价值。

来源:MaterialsViews,仅用于学术目的。
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