千赢国际工团队通过移动纳米气泡实现转角石墨烯中摩尔超晶格的精准调控
宣布日期：2024-07-02 供稿：前沿院 摄影：前沿院
编辑：杨婧 审核：陈棋 阅读次数：二维质料在旋转或层间晶格失配时会爆发新的摩尔周期，从而衍生出许多差别于单层和多层的新颖物理征象 。例如，转角双层石墨烯中会爆发非通例超导和关联电子行为，转角二维磁性子料中可以形成竞争磁基态 。近年来，摩尔超晶格成为调控二维质料种种新颖物性的主要手段，是当今凝聚态物理中的主要研究偏向之一 。然而，摩尔超晶格的构型关于角度、应变场漫衍等参数很是敏感，要研究摩尔超晶格诱导的多种物性需要制备大宗的差别样品 。近年来摩尔超晶格领域的研究获得了快速的生长，同时也遇到了显著的挑战，怎样在统一样品中实现摩尔超晶格的一连操控关于研究种种物理性子的演变也至关主要 。
克日，千赢国际黄元教授，王业亮教授，和徐晓龙教授等人在Nano Letters上揭晓了借助于移动二维异质结中的纳米气泡实现摩尔超晶格调控的研究事情 。团队研究职员在转角单层-多层石墨烯中，发明气泡诱导的应变场对周围摩尔超晶格有着重大的影响，借助AFM针尖动态一连地移动纳米气泡，实现了摩尔超晶格的精准调控，视察到了规则的三角形畴演变为具有单畴壁或双畴壁的长条形畴结构的历程 。进一步地，通过移动多个纳米气泡还可以建设气泡之间应变场的耦合实现了摩尔超晶格的可控调控 。
这种简朴易行的摩尔条纹调控能力为实现多种堆垛结构的一连转变提供了一种新的手艺手段，也将为研究转角二维系统中更多新颖物性带来更多的时机 。相关效果以“Manipulation of moiré superlattice in twisted monolayer-multilayer graphene by moving nanobubbles”为题揭晓在顶级国际期刊Nano Letters上（doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c02548），第一作者为物理学院硕士研究生丁鹏飞（2024年夏日结业生），千赢国际黄元教授，王业亮教授和徐晓龙教授为配合通讯作者，该事情获得了基金委、科技部和千赢国际等项目的资助 。
图1. 在转角单层-多层石墨烯上，实现摩尔超晶格的视察 。
借助于c-AFM手艺，作者在转角单层-多层石墨烯外貌视察到摩尔超晶格网络，三角畴的差别泉源于差别堆垛结构的电导差别 。
图2. 不匀称应变场下的摩尔超晶格网络的一连漫衍 。
作者发明在气泡周围，摩尔超晶格网络会爆发响应的扭曲变形 。当多个气泡距离较近时，气泡之间的超晶格会形成一连扭曲变形的网络漫衍 。对这些受到应变影响的摩尔结构的局部视察，可以看到一连转变的三角畴漫衍，以及条带状的畴结构 。
图3. 单个气泡使用下摩尔网络的一连演变行为 。
作者使用AFM针尖可控地推动单个气泡（图3e），发明确定视察区域摩尔网络的畴面积占比和畴壁占比会爆发依赖性的转变 。气泡移动历程中，气泡周围应变导致该区域层间爆发原子级重构进而形成新的摩尔网络漫衍 。且在这一系列调控历程中，会陪同着单畴壁（SDW）和双畴壁（DDW）之间的转化 。
图4. 通过使用多个气泡摩尔条纹结构的调控 。
进一步地，作者通过推动多个气泡形成图案，可控地实现了受限的超晶格漫衍状态 。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c02548
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