Electrically tunable stacking domains and ferroelectricity in moiré superlattices
叠层畴是由于层间范德华力和层内弹性力的竞争而在叠层超晶格中形成的，它可以被认为是由于无中心对称双层膜中的局部自发极化而形成的极性畴。我们提出了一个理论模型，它捕捉到的影响，施加电场上的域结构。自发极化和场的耦合导致畴的不均匀弛豫，在非零场下超晶格中出现净极化，这对莫尔周期很敏感。我们表明，介电响应的字段减少堆叠能量，并导致在所有双层软域。然后，我们讨论了最近的铁电性的背景下，我们的模型。
2021-11-15 cond-mat.mes-hall
Tunable Dirac points and zero-energy modes in periodic curved graphene superlattices
我们结合周期性波纹和静电势形成弯曲的石墨烯超晶格，并研究了曲率引起的空间相关费米速度对其电子性质的影响。在等周期和对称势的情况下，狄拉克点不移动，但在非对称势的情况下，它们的位置发生了移动。这种位移可以通过曲率和势能来调节。能带结构中的可调谐额外带隙可以以不等周期出现。提出了新Dirac点的存在性，使得这些新Dirac点可以出现在具有曲率的较小位势下，并且即使在固定的位势下，它们的位置也可以通过调节曲率而改变.我们的研究结果表明，曲率提供了一个新的可能的维度来调整石墨烯超晶格中的电子性质，并提供了一个平台来更容易地研究新的狄拉克点附近的物理。
2021-06-28 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable flat bands in van der Waals patterned dielectric superlattices
超晶格工程提供了通过准粒子在材料中移动来重塑织物的方法。在这里，我们认为，超晶格的能带结构工程可以推到极端的限制，通过堆叠带隙范德华（VDW）材料图案化的电介质基板。具体来说，我们发现，高品质的VDW图案化的介电超晶格（PDS）实现了一系列强大的平带，可以直接打开和关闭的栅极电压在原位。与现有的超晶格平台相比，这些平坦的带是在不需要微调的情况下实现的。相反，随着栅极电压的幅度增加，带变得平坦。PDS平带的特性是高度可调的：平带的类型（单非简并或dirac锥状），局域化长度和相互作用能对施加的栅极电压敏感。因此，PDS平带中的电子-电子相互作用可以变得比带宽和无序增宽更强，从而为平带铁磁性等相关行为提供环境。我们期望PDS平带可以在实验上实现的范围内容易获得的间隙VDW材料，如单层过渡金属二硫属化物，例如WSe 2。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Topological Flat Bands in Trilayer Graphene-Boron Nitride Moiré Superlattices
我们研究了由莫尔超晶格和电场在几乎对齐的ABC三层石墨烯-氮化硼界面中诱导的平带的电子结构，其中库仑效应可以导致相关的带隙相。我们的计算结果表明，谷自旋解决孤立的超晶格平带进行有限的陈数$C = 3$成比例的层数可以出现附近的电荷中性适当的垂直电场和扭转角。当库仑相互作用提升能带的简并度时，这些拓扑能带可以导致体现轨道磁性和自旋磁性的反常量子霍尔相。窄带宽的$\sim10$毫电子伏可实现连续范围的扭转角$θ\lesssim 0.6^{\circ}$与适度的层间电势差$\sim$ 50毫电子伏的TLG/BN系统的电场可调谐库仑相互作用驱动的自发霍尔相位的研究一个有前途的平台。
2018-06-01 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable two-dimensional superlattices in graphene
我们报告了一种有效的技术，诱导栅极可调的二维超晶格的石墨烯的背栅和几层石墨烯图案化的底栅互补现有的方法的组合作用。在我们的方法中的图案化的门可以很容易地制造和实现的范德华堆叠程序，允许灵活使用的超晶格与任意的几何形状。在输运测量的超晶格晶格常数$a=40$ nm以及明显的卫星狄拉克点和签名的霍夫施塔特蝴蝶，包括一个非单调的量子霍尔响应观察。此外，在输运模拟中准确地再现了实验结果，并与计算的能带结构中的特征显示出良好的一致性。总的来说，我们提出了一个全面的图片石墨烯为基础的超晶格，具有广泛的迷你带效应，无论是在实验和理论建模。所提出的技术是适合于研究更先进的几何，这是无法访问的其他方法。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall
Brown-Zak and Weiss oscillations in a gate-tunable graphene superlattice: A unified picture of miniband conductivity
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；I. Institute of Theoretical Physics, University of Hamburg（汉堡大学第一理论物理研究所）；Research Center for Functional Materials, National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所功能材料研究中心）；International Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所国际材料纳米结构中心）
本研究通过实验观测石墨烯超晶格中带导电性振荡，揭示布朗-扎克与魏斯振荡的统一机制，实现理论与实验的深入匹配。
2021-06-21 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable topological phases in superlattice modulated bilayer graphene
本文研究超晶格调制双层石墨烯，通过解析与数值方法揭示位移场及超晶格势形状、强度对拓扑平坦带和对称破缺相的调控，并给出 ν=1 的平均场相图。
2024-01-09 cond-mat.mes-hall
Emergence of giant orbital Hall and tunable spin Hall effects in centrosymmetric TMDs
本研究通过理论计算发现1T相非磁性TMDs存在巨本征轨道霍尔效应，其自旋-轨道耦合可诱导可观自旋霍尔效应，且磁场能将自旋霍尔效应强度翻倍，为自旋轨道量子器件及相关基础研究提供了候选材料。
2024-05-20 cond-mat.mes-hall
Tunable anisotropic behaviors in phosphorene under periodic potentials in arbitrary directions
从理论上研究了单层黑磷分子在任意方向上受周期势超晶格调制的各向异性电子和光学行为。我们证明了磷烯势超晶格的不同强度和取向可以产生不同的能谱，即，调谐固有电子各向异性。因此，各向异性的有效质量，和光吸收调制的超晶格强度和取向系统地解决。该特征使得能够在光学吸收光谱中实现超过一个数量级的调谐能力。我们的研究结果将有助于利用外势超晶格构建磷烯光学和（光）电子器件。
2019-12-15 cond-mat.mes-hall
Tunable high-Chern-number Chern insulators in rhombohedral tetralayer graphene/hBN moiré superlattices
State Key Laboratory of Micro-nano Engineering Science, Tsung-Dao Lee lnstitute & School of Physics and Astronomy, Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education), Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学微纳电子工程科学国家重点实验室、李政道研究所及物理与天文学院人工结构与量子控制教育部重点实验室）；Department of Physics, City University of Hong Kong（香港城市大学物理系）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国家材料研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国家材料研究所材料纳米结构研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））；Department of Physics, Southern University of Science and Technology（南方科技大学物理系）；Department of Physics, Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学物理系）
研究通过调节扭角和对齐方向，发现多种高陈数陈绝缘体，包括陈数为-4和±3、±2、±1的绝缘态，展示了莫尔超晶格中拓扑结构的多样性。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall
Large Landau level splitting with tunable one-dimensional graphene superlattice probed by magneto capacitance measurements
石墨烯独特的零能量朗道能级在体中具有粒子-空穴对称性，其在边界处被提升，导致分裂成两个手性边缘模式。长期以来，理论预言{ \it体}内零能朗道能级的分裂可以导致许多有趣的物理现象，如量子自旋霍尔效应、手征边缘模的Dirac类奇点等。然而，到目前为止，即使在hBN基底上获得的具有高磁场的分裂也不适合实验检测和功能。在理论计算的指导下，在这里，我们产生了一个大的间隙零能量朗道能级分裂（$\sim$ 150 meV）与使用的一维（1D）超晶格势。我们使用周期为$\sim$ 100 nm的金属栅极阵列在hBN封装的石墨烯器件中创建了可调谐的1D超晶格。朗道能级谱是通过测量磁电容谱可视化。我们监测分裂的第零朗道能级作为超晶格势的函数。观察到的分裂能量是一个更高的数量级相比，以前的研究分裂由于原始石墨烯的对称性破缺。用简并微扰理论解释了一维势中这种大的朗道能级分裂的起因。我们发现，由于周期势的存在，朗道能级变得色散，并在可调谐的带边获得尖锐的峰值。我们的研究将为在不久的将来从适当设计的周期性图案中创建可调谐的1D周期性结构以用于多功能化和器件应用（如石墨烯电子电路）铺平道路。
2018-01-20 cond-mat.mes-hall
Electron Interactions and Gap Opening in Graphene Superlattices
我们发展了一个石墨烯超晶格中相互作用效应的理论，其中可调的超晶格周期性可以用作控制狄拉克点处的间隙的旋钮。应用于石墨烯上的六氮化硼（G/h-BN），我们的理论预测大量的多体增强这种差距。通过莫尔超晶格周期性可调，在最佳条件下可以达到几个数量级的增强。的狄拉克点间隙增强可以远远大于布拉格散射在超晶格主谐波打开的迷你间隙。这自然解释了最近在G/h-BN异质结构中观察到的大狄拉克点带隙的难题以及G/h-BN扭曲角的可调谐性。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall
Electric field-tunable layer polarization in graphene/boron nitride twisted quadrilayer superlattices
最近观察到的非常规铁电性的AB双层石墨烯夹在六方氮化硼（hBN）提供了一个新的平台，以操纵多层范德华异质结构中的相关相。我们提出了一个低能量的连续介质模型的AB双层石墨烯封装的顶部和底部层的hBN或石墨烯，有两个独立的扭曲角。对于石墨烯/hBN异质结构，我们表明，扭转角的不对称性导致层极化的价带和导带。我们还表明，出平面位移场不仅调谐层偏振，但也使低能量带。我们扩展的模型表明，由AB双层石墨烯封装的顶部和底部的石墨烯层的四层石墨烯异质结构的电子结构可以类似地通过外部电场调谐。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall
Tunable Competing Electronic Orders in Double Quantum Spin Hall Superlattices
Northeastern University（东北大学）；Institute of Physics, Academia Sinica（中央研究院物理研究所）
本研究通过双量子自旋霍尔超晶格中的可调谐螺旋滑动卢特金格液体，探索可调谐的π-SC和π-SDW秩序的竞争机制。
2025-06-28 cond-mat.mes-hall
Tunable crystal symmetry in graphene-boron nitride heterostructures with coexisting moiré superlattices
在由原子级薄晶体层叠而成的异质结构中，层间的晶格失配或旋转会导致长波长的莫尔超晶格。这些莫尔图案可以驱动复合材料的显著能带结构重构，导致包括超导性、磁性、分数陈绝缘态和莫尔激子在内的广泛的涌现现象。在这里，我们研究单层石墨烯封装在两个晶体的氮化硼（BN），其中所有三个组件之间的旋转对齐可以变化。我们发现，在石墨烯中产生的带隙与两个BN层的完美旋转对准可以修改基本上取决于两个BN层的相对取向是0度或60度，这表明在异质结构中的反转对称的存在或不存在之间的可调过渡。与所有三个层的完美对准的小偏差（$<1^{\circ}$）导致共存的长波长莫尔势，导致以多个次级狄拉克点为特征的高度重构的石墨烯能带结构。我们的研究结果表明，多个莫尔图案之间的相互作用可以用来可控地修改复合异质结构的电子性质。
2019-03-26 cond-mat.mes-hall
Tunable Inter-Moiré Physics in Consecutively-Twisted Trilayer Graphene
本文制备了连续扭转的三层石墨烯器件，通过静电调控两个莫尔超晶格及其相互作用，发现了新型莫尔间霍夫施塔特蝴蝶，其振荡对应MoM超晶格的准晶尺度，揭示了竞争原子序的新物理。
2023-11-17 cond-mat.mes-hall
Robust Flat Bands with Tunable Energies in Honeycomb Superlattices
格点模型中的平带为研究强关联和拓扑物理提供了有用的平台。最近，蜂窝状超晶格已被证明主机坚持在局部扰动尊重晶格对称性的存在下的平带。我们解析地推导出了长程跳跃存在下的平带能量，发现平带能量可以通过这些微扰进行调谐。在实空间中，波函数是从每个蜂窝边缘上的驻波构造的，允许由于实空间中的相消干涉而构造元胞和环本征态，这产生了对长距离跳跃鲁棒的平坦带。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractal Quantum Transport on MoS2 Superlattices: a System with Tunable Symmetry
本研究在单粒子框架下探究莫尔势中单层MoS₂的带边电子重构，发现费米能级调控可实现对称性转变，构建了电子与空穴掺杂侧的Hofstadter蝴蝶，揭示非对称超晶格下过渡金属二硫族化合物的普遍对偶性。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall
Electric field tunable bands in doubly aligned bilayer graphene hBN moire superlattice
本文研究非对称扭转hBN/BLG/hBN超莫尔晶格中电场诱导的能带修饰，发现位移场对导带和价带影响不同，并观察到新的6重简并朗道能级。
2025-02-06 cond-mat.mes-hall
Tunable electron-phonon interactions in long-period superlattices
光发射器的效率可以通过减小有效模体积（Purcell效应）而显著提高。在这里，我们预测一个类似的增强电子声子（el-ph）散射，通过压缩电子Wannier轨道。Wannier轨道的重塑是石墨烯莫尔超晶格（SL）中的一个显著效应，其中轨道可通过扭转角进行调谐。轨道有效体积的减小导致有效el-ph耦合强度的增强，产生比原始单层石墨烯已知的值大得多的值。增强的耦合提高了el-ph散射率，将它们推到从电子激发的增强谱密度预测的值之上。增强的声子发射和散射速率表现在可观测的诸如电子晶格冷却和线性$T$电阻率的测量中，这两者都可以通过莫尔扭转角直接调谐。
2020-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Graphene: Kinks, Superlattices, Landau levels, and Magnetotransport
本文综述了单层和双层石墨烯超晶格的研究进展。我们强调的准粒子的手性在产生新的狄拉克费米子模式与可调的各向异性速度在一维（1D）超晶格中的单层和双层石墨烯的作用。我们讨论了在宽范围的垂直（轨道）磁场的超晶格中的朗道能级和磁输运的结构。在单层石墨烯中，我们发现，轨道磁场可以扭转由超晶格势施加的各向异性的运输，这表明可能的开关型器件的应用。我们还考虑了局部的拓扑模式在一个扭结的电场施加垂直于双层石墨烯，并显示如何相互作用转换成两个波段的Luttinger液体与可调Luttinger参数。双层石墨烯中电场超晶格的能带结构（有或没有磁场）被示出自然地从这种拓扑模式的耦合阵列产生。我们简要回顾了二维超晶格的能带结构的一些结果。最后，我们讨论了最近的隧道和运输实验，并指出开放的问题。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall
Temperature-tunable semiconductor metamaterial
我们提出了一类新型的温度可调半导体超材料，表现出负折射的太赫兹光谱范围。这些超材料是基于杂质半导体超晶格，其势垒厚度约为1 nm。由于势垒的隧道透明性，超晶格的层不能被认为是孤立的，因此，经典的均匀化方法是不适用的。我们发展了一个量子均匀化理论，它是基于久保公式的电导率。所提出的方法考虑了载波的波函数、它们的分布函数和能量谱。我们表明，半导体超材料的介电张量的组件可以有效地操纵外部温度和拓扑结构的超材料可以观察到在室温下从介电到双曲制度的转变。以GaAs/Al $_{0.3}$ Ga $_{0.7}$ As超晶格平板为例，对实验进行了数值模拟，结果表明平板的反射光谱中可以观察到拓扑结构的转变.
2015-04-08 cond-mat.mes-hall
Giant field-tunable nonlinear Hall effect by Lorentz skew scattering in a graphene moire superlattice
Fudan University（复旦大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Great Bay University（大湾区大学）；Great Bay Institute for Advanced Study（大湾区高等研究院）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Peking University（北京大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures（先进微结构协同创新中心）
本研究在石墨烯-hBN莫尔超晶格中发现由垂直磁场引起的洛伦兹斜散射驱动的巨型非线性霍尔效应，其幅度达线性霍尔信号的32%，电导率创纪录，为场控霍尔整流提供新范式。
2025-11-05 cond-mat.mes-hall
Tunable Dirac interface states in topological superlattices
相对论性狄拉克费米子在凝聚态物理中是普遍存在的。它们的质量与材料的能隙成比例，并且控制和调节质量的能力已经成为设计模拟高能粒子的量子现象并提供新的器件功能的必要工具。在拓扑绝缘体薄膜中，新的物质态可以通过杂化材料表面的无质量狄拉克态而产生。在这项工作中，我们从实验和理论上介绍了一个平台，这种杂交可以不断调整：Pb 1-xSnxSe拓扑超晶格。在该系统中，拓扑狄拉克态发生在拓扑晶体绝缘体Pb 1-xSnxSe和平凡绝缘体之间的界面处，以外延堆叠在彼此顶部上的拓扑量子阱（TQW）的形式实现。使用高品质的MBE生长的Pb 1-xSnxSe超晶格的磁光透射光谱，我们表明，穿透深度的TQW界面态，因此他们的狄拉克质量是连续可调的温度。这为设计拓扑系统的狄拉克质量提供了一条新的途径，并为利用Pb 1-xSn xSe拓扑超晶格实现物质的突现量子态铺平了道路。
2018-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene-based modulation-doped superlattice structures
研究了石墨烯基超晶格结构的电子输运性质。提出了一种基于石墨烯的调制掺杂超晶格结构几何形状，其由周期性排列的交替层组成：InAs/石墨烯/GaAs/石墨烯/GaSb。不像调制掺杂的超晶格结构，未掺杂的石墨烯/GaAs/石墨烯结构在升高的温度下显示出相对高的电导率和增强的迁移率，其更稳定并且对温度不太敏感，并且在屏蔽长度尺度上具有鲁棒的电可调谐控制。由于超晶格结构中存在金属（石墨烯）单层，热离子电流密度表现出增强的行为。所提出的超晶格结构可能成为新型宽带能隙量子器件的重要用途。
2011-02-24 cond-mat.mes-hall
Bichromatic Moiré Superlattices for Tunable Quadrupolar Trions and Correlated States
在非对称WSe$_2$/WS$_2$/WSe$_2$异质三层中实现双色Moiré超晶格，通过杂化Moiré势产生偶极矩消失的四极子Moiré trions，并利用面外电场调控激子与电子关联态转变，为量子光操控提供可重构平台。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Flat Minibands and Fractional Chern Insulators in Rashba Systems with Tunable Superlattice Potentials
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；International Center for Quantum Design of Functional Materials (ICQD), Hefei National Research Center for Physical Sciences at Microscale, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心量子功能材料国际中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
本文提出结合塞曼场与可调静电超晶格势的Rashba自旋轨道耦合薄膜平台，实现陈数$\boldsymbol{C}=1$的拓扑平带，通过多体精确对角化证实其在$n=1/3$和$2/3$时支持稳定分形陈绝缘体，并确定了实验可行的材料与器件条件。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gate-tunable chiral spin mode in WSe2/WS2 moiré superlattices
本文在近0°扭转WSe2/WS2莫尔超晶格中发现栅极可调手性自旋模式，通过填充调控实现手性自旋激子到激子极化子的转变，并证实填充因子为1时的电荷转移绝缘体，展示了该体系在探索低能集体激发方面的潜力。
2025-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Engineering Tunable Kagome Moiré Superlattices in Twisted Transition Metal Dichalcogenides
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本文提出利用过渡金属二硫化物的扭曲三层结构构建可调Kagome莫尔超晶格的实验方案，可通过扭转角与静电门控调控相关特性，为研究强关联与拓扑现象提供新平台。
2026-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Miniband Generation by Surface Acoustic Waves
School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University（特拉维夫大学物理与天文学学院）
本文提出了一种可调谐的周期结构，通过在压电基板上发射两个斜向传播的表面声波，形成二维量子材料的声电超晶格，其周期可调且能生成窄且拓扑非平凡的能带，同时声电势幅可外部调制。
2026-02-23 cond-mat.mes-hall
Tunable Luttinger liquid and correlated insulating states in one-dimensional moiré superlattices
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Sichuan University（四川大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）；Institute of System Engineering（系统工程研究所）；Zhejiang University（浙江大学）；Nanjing University（南京大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
针对一维莫尔超晶格研究不足、半填充卢廷格液体相关理论预测难观测的问题，本研究制备hBN衬底碳纳米管一维莫尔超晶格，通过电输运测量观测到关联绝缘态与强关联特征的T线性电导，实现了宽填充区间可调卢廷格液体研究。
2025-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence of Gate-Tunable Mott Insulator in Trilayer Graphene-Boron Nitride Moiré Superlattice
莫特绝缘体在强关联物理学中起着核心作用，其中排斥库仑相互作用支配电子动能，并导致绝缘状态，其中一个电子占据每个晶胞。掺杂的莫特绝缘体通常用Hubbard模型3来描述，它可以引起其他相关的现象，如异常的磁性，甚至高温超导性。一种可调的莫特绝缘体，其中库仑相互作用和动能之间的竞争可以在原位改变，可以为莫特物理的研究提供一个宝贵的模型系统。在这里，我们报告了这种可调莫特绝缘体的ABC三层石墨烯（TLG）和六方氮化硼（hBN）异质结构与莫尔超晶格的实现。与单层石墨烯中的无质量狄拉克电子不同，原始ABC TLG中的电子具有四次能量色散和大有效质量的特征，这有利于强相关现象。TLG/hBN异质结构中的莫尔超晶格导致栅极可调谐的窄电子能带。由于石墨烯的自旋和谷简并性，每个填充的迷你带在一个莫尔晶格位点中包含4个电子。莫特绝缘体态出现在1/4和1/2填充处，分别对应于每个位置一个电子和两个电子。此外，ABC TLG/hBN异质结构中的Mott态表现出前所未有的可调谐性：Mott带隙可以通过垂直电场原位调制，同时，电子掺杂可以被栅极调谐以填充从一个Mott绝缘态到另一个Mott绝缘态的能带。我们对可调莫特绝缘体的观察为探索二维莫尔超晶格异质结构中的新型强关联现象提供了令人兴奋的机会。
2019-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optimizing superlattice bilayer graphene for a fractional Chern insulator
本文通过计算三角和方形超晶格下双层石墨烯的能带结构与量子几何，确定了优化分数量子陈绝缘体稳定性的参数区间，为实验实现FCI提供指导。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall
Temperonic Crystal: a superlattice for temperature waves in graphene
介绍了一种由两块平板构成的单胞周期结构的温子晶体，它能在短时间尺度上维持温度波动。研究了局部温度脉冲情形下温度标量场的复值色散关系。色散揭示了频率间隙，其在改变板的热性质时可调谐。结果示出了基于石墨烯的温子晶体的典型情况。温子晶体将超晶格的概念扩展到温度波的领域，允许在液氮温度以上的流体动力学状态中对超快温度脉冲进行相干控制。
2020-12-02 cond-mat.mes-hall
Tunable Phases of Moiré Excitons in van der Waals Heterostructures
将过渡金属二硫属化物单层堆叠成具有有限扭转角的异质结构，产生具有可调周期性的人工莫尔超晶格。因此，激子经历周期性电势，其可用于定制这些材料的光电性质。虽然最近的实验研究已经证实了扭曲角相关的光谱，莫尔激子共振的微观起源尚未完全澄清。在这里，我们结合第一性原理计算与激子密度矩阵形式主义，研究不同的莫尔激子相位之间的转换和它们对扭曲的MoSe $_2$ /WSe $_2$异质结构的光学性质的影响。在小于2 $^{\circ}$的角度，我们发现平面，云纹捕获层间和层内激子的状态。该莫尔激子相位在3 $^{\circ}$处急剧地变为完全离域状态。我们预测的线性和二次扭转角依赖的激子共振的云纹陷阱和离域激子相，分别。我们的工作提供了微观的见解，打开了在范德瓦尔斯超晶格中定制莫尔激子相位的可能性。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall
Tunable Interlayer Charge-transfer States in MoSe$_2$/WS$_2$ Moiré Superlattices
University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
研究通过第一性原理计算和光学反射光谱，揭示了MoSe₂/WS₂莫尔超晶格中层间电荷转移态的可调谐特性及关联电荷有序态的形成。
2026-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable ferromagnetism at non-integer filling of a moiré superlattice
魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）和ABC-三层石墨烯与六方氮化硼（ABC-TLG/hBN）排列的莫尔超晶格产生的平带已被证明会引起有趣的相关电子现象，如相关绝缘体和超导性。最近，在这类以n 0的整数倍为中心的层状结构中发现了与相关陈氏绝缘体相关的轨道磁性，n 0的密度对应于每个莫尔超晶格晶胞中的一个电子。本文报道了ABC-TLG/hBN莫尔超晶格中平坦Chern带分数填充时的铁磁性实验观察。铁磁状态具有突出的铁磁磁滞行为与大的异常霍尔电阻率在一个广泛的区域的密度，集中在价迷你带在n = -2.3 n 0。这种铁磁性非常敏感地依赖于莫尔系统中的控制参数：不仅可以通过调整载流子密度和位移场来调制异常霍尔信号的幅度，还可以调制滞后铁磁响应的符号。我们在非整数填充的莫尔陈氏带中发现了电可调铁磁性，这突出了在莫尔异质结构中探索新的相关铁磁态的机会。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Fractional Chern Insulators in Rhombohedral Graphene Superlattices
本研究展示了菱面体六层石墨烯/hBN莫尔超晶格系统，通过电场和磁场调控实现了可调的整数和分数量子反常霍尔效应，发现v=2/3的FCI态在量子相变中保持稳健，为零磁场下探索分数电荷和非阿贝尔任意子提供了新平台。
2025-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Band structures of bilayer graphene superlattices
利用支持二次带接触点的极小模型，提出了一种研究双层石墨烯超晶格的低能有效哈密顿量。我们表明，一个一维（1D）的化学势或电场垂直于层的周期性调制导致零能量各向异性无质量狄拉克费米子和有限能量狄拉克点的可调速度的产生。超晶格的电场映射到由“拓扑”边缘模式组成的耦合链模型上。二维超晶格调制示出导致间隙上的迷你布里渊区边界，但不，对于某些对称性，间隙出的二次带接触点。这种潜在的变化，引起的杂质和纹波偏置BLG，可能会导致subgap模式被认为是相关的理解运输测量。
2011-08-18 cond-mat.mes-hall
Vector vorticity of skyrmionic texture: an internal degree of freedom tunable by magnetic field
与非中心对称材料中由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用驱动的skyrmion不同，中心对称磁体中的skyrmion织构可能具有额外的内部自由度，这极大地丰富了其形貌，暗示了拓扑保护所允许的连续变形，并实现了灵活的可调性和潜在的功能性。为了更好地描述涡的内部自由度，将传统的整数标量涡推广为允许连续旋转的矢量涡。进一步简化的涡度角和螺旋度角代表了自旋空间的全部旋转自由度。具有阻挫的中心对称磁体为实现对这些内部自由度的可控操纵提供了一个完美的平台，其中磁场可以被施加以在晶体和孤立形式的skyrmionic织构中连续地调谐涡度，并且螺旋度可以进一步由电场控制。此外，模拟还揭示了与涡度调制相关的独特动力学效应，即旋转磁场可以产生直线运动来调节涡度，而控制涡度也可以调制由自旋极化电流引起的动力学。
2022-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectricity in twisted double bilayer graphene
该研究在AB-BA堆叠的扭曲双层双层石墨烯中实现了铁电滞回现象，发现其无需氮化硼辅助即可切换极性，为探索二维铁电性提供了新平台。
2024-04-28 cond-mat.mes-hall
Direct view of gate-tunable miniband dispersion in graphene superlattices near the magic twist angle
通过微聚焦角分辨光电子能谱原位观测扭曲双层石墨烯与扭曲双双层石墨烯的填充依赖低能带，揭示二者截然不同的色散行为，确立电场可调性并支撑理论理解。
2024-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signatures of Gate-Tunable Superconductivity in Trilayer Graphene/Boron Nitride Moiré Superlattice
高温超导机制的理解是凝聚态物理的核心问题。通常推测，高Tc超导性产生于由哈伯德模型描述的掺杂的莫特绝缘体。然而，由于强的电子-电子关联，哈伯德模型的精确解是极其具有挑战性的。因此，实验研究一个模型Hubbard系统，其中非常规超导性可以通过改变Hubbard参数来连续调节是非常必要的。在这里，我们报告了ABC-三层石墨烯（TLG）/氮化硼（hBN）莫尔超晶格的可调超导性的签名。与“魔角”扭曲双层石墨烯不同，理论计算表明，在垂直位移场下，ABC-TLG/hBN异质结构具有与三角形超晶格上的哈伯德模型相关的孤立平坦价带。在施加这样的位移场时，我们发现实验上ABC-TLG/hBN超晶格在1/4和1/2填充时显示低于20开尔文的Mott绝缘态，分别对应于每个晶胞1个和2个空穴。进一步冷却后，超导圆顶的签名出现低于1开尔文的电子和空穴掺杂侧的1/4填充莫特状态。TLG/hBN超晶格中的电子行为敏感地依赖于电子-电子相互作用和能带带宽之间的相互作用，能带带宽可以通过位移场D连续调节。通过简单地改变D场，我们证明了从候选超导体到莫特绝缘体和金属相的转变。我们的研究表明，TLG/hBN异质结构提供了一个有吸引力的模型系统，探索丰富的相关行为出现在可调三角形哈伯德模型。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Highly tunable moiré superlattice potentials in twisted hexagonal boron nitrides
本研究展示了扭转六方氮化硼莫尔超晶格平台，通过KPFM可视化铁电畴，实现高度可调的势强度、多级极化及激光原位操控，为可编程量子材料奠定基础。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dynamical properties of quasiparticles in a tunable Kekulé graphene superlattice
本文研究了具有三种典型 Kekulé 畸变的石墨烯超晶格中准粒子的动力学性质，发现相对论性 ZB 现象，揭示 ZB 频率与 Kekulé 纹理的一一对应关系，并提出区分不同 Kekulé 纹理的方案。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Landau Levels and Quantum Hall Effect in Graphene Superlattices
我们表明，当石墨烯受到一个适当的一维外部周期势，额外的分支的无质量费米子产生几乎相同的电子-空穴交叉能量的原始狄拉克点的石墨烯。由于这些新的零能分支，电荷中性填充时的朗道能级变为4（2N+1）倍简并（N= 0，1，2，.，可由电势强度和周期性调节），其具有显示大小为4（2N+1）$e^2/h$的阶跃的相应霍尔电导率$σ_{xy}$。这些理论发现对于外部电势细节的变化是稳健的，并提供了石墨烯超晶格不寻常电子结构的可测量特征。
2009-07-24 cond-mat.mes-hall
Designer gapped and tilted Dirac cones in lateral graphene superlattices
University of Exeter（埃克塞特大学）；De La Salle University（德拉萨大学）
通过双极波导阵列调控石墨烯中狄拉克锥的间隙和倾斜，利用超晶格紧束缚模型和转移矩阵计算验证，通过栅极电压调节实现太赫兹频段的狄拉克锥调控，为太赫兹应用提供新方法。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fractional fractal quantum Hall effect in graphene superlattices
Hofstadter能谱为研究强相互作用下的涌现拓扑序提供了一个独特的可调系统。然而，以前的实验仅限于低布洛赫带填充的平凡情况下，只有朗道能级指数起着重要的作用。在这里，我们报告测量高迁移率石墨烯超晶格的完整的单位细胞的霍夫施塔特光谱是可访问的。我们观察到传统的分数量子霍尔效应（QHE）态与分形Hofstadter谱相关的整数QHE态共存。在大磁场下，分数布洛赫填充指数下出现一系列新的态。这些分数布洛赫带QHE态是现有理论图片所没有预料到的，并指向一种新型的多体态。
2015-05-27 cond-mat.mes-hall
Tunable Correlated Chern Insulator and Ferromagnetism in Trilayer Graphene/Boron Nitride Moiré Superlattice
对强磁场中二维电子系统的研究首次揭示了量子霍尔（QH）效应，这是一种具有有限陈数（C）和手征边缘态的物质拓扑状态。后来，Halfman提出理论，即使在零磁场下，具有整数QH效应的Chern绝缘体也可以出现在具有复杂跳跃参数的晶格模型中。ABC-三层石墨烯/六方氮化硼（TLG/hBN）莫尔超晶格提供了一个有吸引力的平台，以探索陈氏绝缘体，因为它具有几乎平坦的莫尔能带与谷依赖的电可调陈氏数。在这里，我们报告的相关陈绝缘体的TLG/hBN云纹超晶格的实验观察。我们发现，扭转所施加的垂直电场的方向开关TLG/hBN的莫尔波的微带之间的零和有限的陈数，揭示了在磁输运行为的巨大变化。对于调谐为具有有限陈氏数的拓扑孔迷你带，我们专注于1/4填充，对应于每个莫尔晶胞一个孔。当|B| > 0.4 T时，霍尔电阻在h/2 e ~ 2（即C = 2）处被很好地量化。相关的陈氏绝缘体是铁磁性的，表现出显着的磁滞和一个大的异常霍尔信号在零磁场。我们在零磁场下发现C = 2的陈氏绝缘体，这将为在近乎平坦且拓扑非平凡的莫尔迷你带中发现新的相关拓扑态（可能具有新的拓扑激发）提供令人兴奋的机会。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong mid-infrared photoresponse in small-twist-angle bilayer graphene
近年来，小扭转角（< 2°）双层石墨烯因其优异的物理性能而受到人们的广泛关注。与单层石墨烯相比，扭曲双层石墨烯（TBG）中的布里渊区折叠导致超晶格带隙的形成和态密度的显著改变。然而，这些新兴的性质很少被用于实现新的光电子器件。在这里，我们展示了强大的，门可调的光响应在中红外波长范围为5至12微米。在1.81° TBG的费米能级被调谐到其超晶格带隙时，在12 μ m处获得了26 mA/W的最大非本征光响应。此外，强的光响应主要取决于超晶格带隙的形成，并且在无带隙的情况下，当扭转角小于0.5°时，强的光响应消失。我们的演示揭示了TBG有前途的光学特性，并为可调谐中红外光电子学提供了一个替代材料平台。
2020-12-23 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Flat Bands and Magnetism in Twisted Bilayer Graphene
扭曲的石墨烯双层提供了一个通用的平台，工程超材料与新的新兴性质，利用由此产生的几何莫尔超晶格。已知这种超晶格在微小角度（$α\approx 0.3 ^\circ$）处具有体谷电流，并且在魔角（$α\approx 1^\circ$）处具有平坦带。我们发现，调谐扭转角$α^*\approx 0.8^\circ$产生平坦带远离电荷中性与三角形超晶格周期。当每个莫尔单元掺杂有$\pm 6$电子时，这些能带被半填充，并且电子相互作用产生具有铁磁有序的自旋极化区域的自旋断裂基态（Stoner不稳定性）。层间电场的应用打破了反转对称性，并引入了猝灭磁序的谷相关色散。有了这些结果，我们提出了一个固态平台，实现电可调强相关。
2019-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Highly tunable valley polarization of potential-trapped moiré excitons in WSe2/WS2 heterojunctions
本文揭示了WSe2/WS2异质结中摩尔激子谷极化高度可调的机制源于摩尔超晶格填充，并定量确定了长程电子-空穴交换相互作用是低布居数下谷间散射的主要来源。
2025-03-08 cond-mat.mes-hall
Manipulating infrared photons using plasmons in transparent graphene superlattices
超晶格是一种可以控制电子流动的人工周期性纳米结构。它们的操作通常依赖于电子波传播方向上的电势的周期性调制。在这里，我们展示了透明的石墨烯超晶格，它可以利用载流子的集体振荡来操纵红外光子，即，多个石墨烯层的系综的等离子体激元。超晶格是通过交替沉积晶圆级石墨烯片和薄绝缘层，然后将它们全部图案化成三维光子晶体状结构而形成的。我们的实验表明，狄拉克费米子在这种石墨烯超晶格中的集体振荡是明确的非经典：与掺杂单层石墨烯相比，将载流子分布到多个石墨烯层中强烈增强了等离子体共振频率和幅度，这与传统的半导体超晶格中的等离子体共振频率和幅度有根本不同。这种特性使我们能够构建具有8.2 dB抑制比的可广泛调谐远红外陷波滤波器和具有9.5 dB消光比的太赫兹线性偏振器，使用仅具有五个石墨烯原子层的超晶格。此外，未图案化的超晶格屏蔽高达97.5%的低于1.2太赫兹的电磁辐射。该演示也为实现其他透明的中红外和远红外光子器件，如探测器，调制器和三维超材料系统开辟了一条途径。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall
Anisotropic band flattening in graphene with 1D superlattices
利用空间周期性势对石墨烯进行图案化提供了一种强有力的手段来改变其电子性质。戏剧性的效果已被证明在扭曲的双层，耦合到所产生的莫尔超晶格产生一个孤立的平带主机相关的多体相。然而，有效莫尔势的对称性和强度都受到组成晶体的约束，限制了其可调谐性。在这里，我们利用电介质图案化技术，使石墨烯成为一维静电超晶格（SL）。我们观察到多个狄拉克锥的出现，并发现证据表明，随着SL潜在的主要和卫星狄拉克锥依次扁平的方向平行于SL基矢量。我们的研究结果表明，在高迁移率的二维材料中诱导可调的输运各向异性的能力，一个长期期望的新的电子和光学应用的属性，以及一种新的方法来工程平坦的能带，其中电子-电子相互作用可以导致涌现的属性。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall
