New generation of moiré superlattices in doubly aligned hBN/graphene/hBN heterostructures
二维晶格的特定旋转排列导致具有比原始晶格更大的周期的莫尔超晶格，并且允许设计这种材料的电子能带结构。到目前为止，已经报道了石墨烯/hBN和石墨烯/石墨烯系统的这种超晶格的输运特征。在这里，我们报告了在完全hBN封装的石墨烯中的莫尔超晶格，其中顶部和底部hBN都与石墨烯对齐。在石墨烯中，两种不同的莫尔超晶格分别与顶部和底部hBN形成。两个超晶格的叠加可以导致第三个超晶格，其周期大于石墨烯/hBN系统中的最大周期（14 nm），我们在一个简单的模型中解释了这一点。这种新型的能带结构工程允许人们在二维材料中人为地创建更宽的电子特性谱。
2018-12-25 cond-mat.mes-hall
Fourier Transform Analysis of STM Images of Multilayer Graphene Moiré Patterns
借助一个简单的模型，我们分析了由取向错误的双层和三层石墨烯堆叠产生的简单和双重莫尔图案的扫描隧道显微镜图像。据发现，该模型再现令人惊讶的是，以及在快速傅立叶变换的图像中观察到的非平凡的功能。我们指出的困难，由于这些功能在解释FFT上看到的图案。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall
Moire miniband features in the angle-resolved photoemission spectra of graphene/hBN heterostructures
我们确定的角度分辨光电子能谱（ARPES）所产生的周期性图案特征的石墨烯异质结构与六方氮化硼（hBN）的功能。为此，我们为先前用于描述石墨烯/hBN系统中的莫尔超晶格的五个微观模型建模ARPES光谱和强度图。我们表明，这些功能的详细分析，可以用来牵制石墨烯和hBN之间的相互作用的微观机制。我们还分析了如何在石墨烯或光发射电子散射的hBN的存在下的莫尔周期性应变可以区分的迷你带的形成。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall
Direct observation of moiré flat-band breakdown at the edge of magic-angle twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯（tBG）中的低能莫尔平带具有令人难以置信的潜力，可以表现出丰富的奇异量子现象。理论上，tBG的莫尔平坦带基于扩展结构，即，具有周期性边界条件的莫尔条纹。然而，一个基本的问题，即平带是否可以存在于具有降低的结构对称性的石墨烯莫尔图案中，例如样品边缘，仍然没有答案。在这里，通过扫描隧道显微镜和光谱学，我们研究了局部电子性质的魔角tBG附近的样品终止的边缘和报告的莫尔平坦带的击穿的直接观察。我们发现，莫尔电子结构，包括低能平带，可以充分存在于一个完整的莫尔斑点，即，一个莫尔超晶胞，就在边缘处，甚至莫尔图案的平移对称性在一个方向上被破坏。然而，在由边缘部分终止的不完全莫尔斑中，明显缺乏平带特性。我们的研究结果表明，一个完整的莫尔斑点是足够的，并在tBG有效的莫尔平带的产生是必不可少的。
2022-05-20 cond-mat.mes-hall
Strong gate-tunability of flat bands in bilayer graphene due to moiré encapsulation between hBN monolayers
当使用六方氮化硼（hBN）作为石墨烯的衬底时，所产生的莫尔图案产生次级狄拉克点。通过将多层石墨烯封装在对齐的hBN片内，受控的莫尔堆叠可以提供甚至更丰富的益处。使用先进的紧束缚模拟原子松弛的异质结构，在这里，我们表明，在第二狄拉克点的间隙可以打开在选定的莫尔堆叠配置，是独立的异质结构的任何额外的垂直门控。另一方面，选通可以广泛地调谐主狄拉克点处的间隙，并且由此可以相对于次狄拉克点处的莫尔条纹引起的间隙在宽度上强烈地压缩第一莫尔条纹迷你带。我们发现，在hBN封装的双层石墨烯中，这种新的机制可以在适度的门控下导致平坦于10 meV的孤立带，从而为电子控制的强相关态提供了一条方便的途径。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall
Double moiré with a twist: super-moiré in encapsulated graphene
周期性空间调制，如由莫尔图案产生的，已经被广泛研究，以期设计和调整石墨烯的性质。由六方氮化硼（hBN）封装的石墨烯在与顶部和底部hBN层稍微错位时会经历两个干涉莫尔条纹，从而产生所谓的超级莫尔条纹（SM）。这导致晶格和电子光谱重构。的非放松SM图案的几何结构，使我们能够定性地指示在电子性质的诱导变化，并定位在状态密度和导电性的SM功能。为了强调晶格弛豫的影响，我们报告在所有Dirac样点的空穴掺杂部分的重建光谱，这是预期的增强时，包括相互作用的影响的带隙。我们的结果是能够区分由于晶格弛豫和由于干扰SM的效果，并提供了一个清晰的图片上的起源最近实验观察到的效果，在这样的三层异质结构。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall
Effect of moiré superlattice reconstruction in the electronic excitation spectrum of graphene-metal heterostructures
我们利用高分辨电子能量损失谱和结合密度泛函理论和紧束缚方法研究了Ru（0001）衬底上周期性波纹石墨烯和Ni（111）衬底上平坦、相称石墨烯的电子激发谱。我们发现，石墨烯/Ru（0001）中晶格失配引起的周期性莫尔超晶格诱导了额外模式的出现，这在石墨烯/Ni（111）中不存在。与掺杂石墨烯的普通带内等离子体相反，额外模式在电荷中性石墨烯/金属接触中是稳健的，由于莫尔图案超晶格，其起源于在重建的能带结构中出现的van Hove奇点之间的电子-空穴带间跃迁。
2017-01-19 cond-mat.mes-hall
Dichotomy of Electron-Phonon Coupling in Graphene Moiré Flat Bands
石墨烯莫尔超晶格是研究相关电子物理和超导性的杰出平台，具有特殊的可调谐性。然而，仅在魔角扭曲双层石墨烯（MA-TBG）和魔角扭曲三层石墨烯（MA-TTG）中测量到了强大的超导性。在某些莫尔平带中超导相的缺乏提出了一个关于超导机制的问题。在本论文中，我们基于原子论计算研究了石墨烯莫尔超晶格中的电子结构和电子-声子耦合。我们发现，电子-声子耦合强度λ是显着不同的石墨烯莫尔平带。MA-TBG和MA-TTG的总强度λ非常大（λ>1），这两种材料在实验中都显示出强的超导性。然而，λ在扭曲双层石墨烯（TDBG）和扭曲单层-双层石墨烯（TMBG）中小一个数量级，其中据报道超导性相当弱或不存在。我们发现TDBG和TMBG中的Bernal堆叠层在平带态诱导了亚晶格极化，抑制了亚晶格间的电子-声子矩阵元。我们还得到了与实验结果相符合的非绝热超导Tc。我们的研究结果清楚地表明了强电子-声子耦合和实验观测到的强超导性之间的相关性。
2021-10-03 cond-mat.mes-hall
Weak localization on moiré superlattice in twisted double bilayer graphene
由扭曲堆积产生的莫尔超晶格具有多种物理性质。这些物理性质依赖于扭曲角，因此研究扭曲角依赖性对于深入理解莫尔超晶格中的物理现象是重要的。本文研究了扭曲双层石墨烯中弱局域化引起的负磁电阻随扭曲角的变化。谷间散射时间与谷内散射时间的比率，使用双层石墨烯的WL公式估计，倾向于随着扭转角的增加而减小。这一特点定性地解释了增强谷间散射由于谷间距离的减少在莫尔布里渊区（BZ）的TDBG。这表明，对于具有重构BZ的莫尔超晶格，TDBG中的WL发生。
2022-06-16 cond-mat.mes-hall
Supermoiré low-energy effective theory of twisted trilayer graphene
堆叠具有扭曲的石墨烯的三个单层通常产生两个莫尔图案。然后，在三个层周期性地重新对准的较大距离处出现莫尔结构的莫尔。我们在这里设计了一个有效的低能量理论来描述光谱的距离大于莫尔长度尺度。在底层石墨烯的每个谷中，该理论包括位于莫尔布里渊区的${\bf Γ}_M$点处的一个狄拉克锥以及位于${\bf K}_M$和${\bf K}'_M$的两个弱间隙点。速度和小间隙表现出空间依赖性的云纹的云纹晶胞，需要一个非阿贝尔连接的潜力，确保规范不变性。数值求解所得到的模型，并得到一个完全连接的频谱，这是保护的组合的时间反演和两次旋转对称性。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall
Moiré band model and band gaps of graphene on hexagonal boron nitride
六方氮化硼（G/BN）上的近对齐的石墨烯可以精确地模拟由光滑变化的莫尔图案赝自旋场扰动的狄拉克哈密顿量。在这里，我们提出了一个框架下，结合对称性的考虑与从头计算输入的任意小扭曲角的G/BN的莫尔带模型。我们的带隙在初级和次级狄拉克点的分析突出的作用，反转对称性破坏的贡献的莫尔图案，导致初级狄拉克点间隙时，莫尔应变引起一个有限的平均质量，和次级间隙时，莫尔赝自旋组件适当混合。在莫尔单元中的对称点附近可以达到高达$\sim$ 40特斯拉的值的伪磁应变场几乎完全来自虚跳变，并且在莫尔应变引起的键长畸变所产生的贡献之上占主导地位。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall
Moiré edge states in twisted bilayer graphene and their topological relation to quantum pumping
我们研究了扭曲双层石墨烯的边缘态及其拓扑起源。我们发现，扭曲的双层石墨烯具有特殊的边缘状态与莫尔图案，这些莫尔边缘状态的出现与滑动陈数，它描述了相对层间滑动引起的拓扑电荷泵。当扭转双层中的一层相对于另一层滑动时，边缘态从一个能带转移到另一个能带，并且在一个滑动周期中泵浦的边缘态的数目被示出为等于带隙的滑动陈数。这种关系可以被看作是摩尔双层系统中固有的体积-边缘对应关系的表现。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall
Moir{é} patterns as a probe of interplanar interactions: graphene on h-BN
通过对具有小晶格失配的衬底上的石墨烯的莫尔{é}图案的原子模型化，我们发现对于小的和大的取向差角，定性地不同的应变分布，对应于最近在六方BN上的石墨烯中观察到的晶格-无公度转变。我们发现，C-N和C-B相互作用的比例是决定莫尔条纹中心和边缘不同键长的主要参数。只有在假定C-B相互作用至少比C-N相互作用弱两倍的情况下，才能得到与实验数据一致的结果。纳米级莫尔条纹中的应变分布与我们计算中发现的原子尺度下的势能面之间的对应关系使得莫尔条纹成为研究范德华异质结构中色散力细节的工具。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall
Universal classification of twisted, strained and sheared graphene moiré superlattices
支撑在各种衬底上的石墨烯中的莫尔超晶格为设计石墨烯的电子特性开辟了一条新途径。然而，它们的能带结构所依赖的确切晶体结构仍然存在很大争议。在扫描隧道显微镜和密度泛函理论研究中，我们分析了生长在SiC上制备的多层石墨烯上的石墨烯样品以及在Re和Ir的密堆积表面上生长的石墨烯样品，具有超高精度。我们解决了石墨烯中的小角度扭曲和剪切，并确定了包含1,000多个碳原子的大晶胞，并表现出与石墨烯晶格相称的莫尔超晶格的非平凡纳米粒子。最后，一个一般的形式主义适用于任何六角形莫尔分类所有报道的结构。
2016-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of Tertiary Dirac Points in Graphene Moiré Superlattices
结晶固体的电子结构主要由其晶格结构决定。范德瓦尔斯固体的最新进展，具有二维（2D）原子膜受控堆叠的人工晶体，已经能够创造具有新电子结构的材料。特别地，将石墨烯堆叠在六方氮化硼（hBN）上引入了莫尔超晶格，其从根本上改变了石墨烯的能带结构并产生次级狄拉克点（SDP）。在这里，我们发现在hBN上石墨烯中形成莫尔超晶格产生了新的，意想不到的结果：出现了一组第三狄拉克点（TDP），当样品受到外部磁场时，会产生额外的朗道能级。我们的观察暗示了在适当的载流子掺杂和磁场下，在莫尔超晶格顶部形成了隐藏的凯库勒超结构。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Local spectroscopy of moiré-induced electronic structure in gate-tunable twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯（tBLG）形成准晶体，其结构和电子性质取决于其层之间的旋转角度。在这里，我们提出了一个扫描隧道显微镜研究支持原子光滑和化学惰性的六方氮化硼（BN）的栅极可调tBLG设备。这些tBLG器件的高质量允许识别由石墨烯-石墨烯和石墨烯-BN层间相互作用产生的共存莫尔图案和莫尔超晶格。此外，我们研究额外的tBLG光谱功能的第一范霍夫奇点以外的局部态密度。我们的实验数据解释的理论，结合从头计算和确认强非微扰字符tBLG层间耦合在小扭转角制度的莫尔带。
2015-10-10 cond-mat.mes-hall
Moire bands in twisted double-layer graphene
当周期性图案的两个副本以相对扭曲重叠时，形成莫尔图案。我们解决了扭曲的两层石墨烯系统的电子结构，表明在其连续狄拉克模型的莫尔图案的周期性导致莫尔布洛赫带。这两个层变得更强的耦合和狄拉克速度过零几次扭转角减小。对于一组离散的魔角的速度消失，最低的莫尔带的双折射，和狄拉克点的状态密度和逆流电导率强烈增强。
2010-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene on boron-nitride: Moiré pattern in the van der Waals energy
利用原子模拟研究了石墨烯和六方氮化硼（h-BN）之间的范德华（vdW）能量的空间依赖性。石墨烯和h-BN之间的范德华能显示出与局域态密度（LDOS）中观察到的莫尔图案相同的六方超晶格结构，其取决于石墨烯和h-BN之间的晶格失配和取向差角。我们的研究结果提供了石墨烯和BN之间的弱范德华相互作用的原子特征，这与实验一致，并提供了一个解析表达式的弱范德华相互作用的空间变化的大小。我们还发现石墨烯的A-B晶格对称性在扶手椅方向上被破坏。
2014-04-19 cond-mat.mes-hall
Theory of ARPES in Graphene-Based Moiré Superlattices
基于石墨烯的莫尔超晶格现在被确立为强关联多电子物理的有趣平台，并且到目前为止主要通过传输和扫描隧道显微镜（STM）测量来表征。最近的实验进展的动机，我们提出了一个理论模型研究，其目的是评估潜在的角度分辨光电子能谱（ARPES），以解决这些系统中的许多开放的问题。该理论是专门针对六方氮化硼（G/hBN）和扭曲双层石墨烯（TBG）莫尔超晶格上的石墨烯开发的，但很容易推广到石墨烯片中具有活性自由度的任何系统。
2021-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated Insulating States and Transport Signature of Superconductivity in Twisted Trilayer Graphene Moiré of Moiré Superlattices
二维材料层以小的扭曲角堆叠，产生比原始晶格大得多的尺度上的跳动周期性图案，称为莫尔超晶格。当堆叠涉及两个以上的层，相邻层之间具有独立的扭曲角时，它会产生莫尔超晶格的莫尔，具有控制系统行为的多个长度尺度。在这里，我们证明了在扭曲的三层石墨烯与两个连续的小扭曲角的高阶莫尔超晶格的这些效果。我们报告了在极低的载流子密度（~1010 cm-2）下莫尔超晶格的莫尔半填充附近的相关绝缘态，在此附近，我们还报告了通常在2D超导体中预期的零电阻输运行为。此外，在完全占用（v = -4和v = 4）状态下测量的电阻的温度依赖性是半金属的，不同于扭曲双层系统的绝缘行为，提供了连续的，非孤立的高阶莫尔平坦带的紧急相关输运行为的第一个演示。我们的研究结果为莫尔关联态的微观机制提供了新的见解，并为该材料平台上的未来研究提供了动力，例如相位相干性和Meissner效应的演示。
2020-12-02 cond-mat.mes-hall
Kagome and honeycomb flat bands in moiré graphene
本研究提出两类石墨烯基莫尔系统，分别通过石墨烯与特定二维衬底堆叠、两层类石墨烯层堆叠，实现kagome与蜂窝平带及高自旋陈数，为强关联拓扑相研究提供理想平台。
2023-12-14 cond-mat.mes-hall
Electron Collimation in Twisted Bilayer Graphene via Gate-defined Moiré Barriers
本文在扭转双层石墨烯中利用栅极定义的莫尔势垒和莫尔超晶格带隙实现电子准直，并通过双准直器输运测量证明其在实际扭转角不均匀性下仍有效。
2024-03-31 cond-mat.mes-hall
Multilayer graphene, Moiré patterns, grain boundaries and defects identified by scanning tunneling microscopy on the m-plane, non-polar surface of SiC
在非极性的n+6 H-SiC m-平面衬底上生长外延石墨烯，并使用原子尺度扫描隧道显微镜进行研究。多层石墨烯被发现在整个表面，并表现出旋转无序。发现了不同空间周期的莫尔条纹，并且我们发现，随着波长的增加，调制的幅度也增加。这种关系揭示了关于弯曲石墨烯所需的能量与与下面的石墨烯层的相互作用能（即范德华能）之间的相互作用的信息。我们的实验得到了理论计算的支持，理论计算预测膜的形貌振幅与莫尔条纹波长L成比例，L = L^-1 + αL^-2。
2014-12-30 cond-mat.mes-hall
Angle-dependent electron confinement in graphene moiré superlattices
在石墨烯莫尔超晶格中，层间的电子相互作用大多被隐藏，因为能带结构由于折叠而变得拥挤，使得它们的解释变得繁琐。在这里，作为层间旋转角的函数的电子能带结构的演变进行了研究，使用密度泛函理论，然后展开带，然后将它们与它们相应的单个组件。我们观察到的相互作用在理论上没有阐明迄今为止，在小层间角，间隙变成离散的能量均匀分布的状态。我们发现，$V_{ppσ}$吸引力之间的相互作用的平面外轨道从不同的层是负责的离散化。此外，当层间角变小时，这些离散的均匀间隔的状态具有与石墨烯声子相当的能量差。因此，它们可能与解释电子-声子辅助效应有关，这种效应已经在石墨烯莫尔超晶格中实验观察到。
2021-08-08 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
Moiré Imaging in Twisted Bilayer Graphene Aligned on Hexagonal Boron Nitride
在范德瓦尔斯材料的角取向双层膜中形成的莫尔超晶格（MSL）已经成为实现新型二维电子态的一个有前途的平台。角度对准的三层结构可以形成两组MSL，这两组MSL可能潜在地相互干扰。在这项工作中，我们直接图像的莫尔图案在hBN上排列的单层石墨烯和hBN上排列的扭曲双层石墨烯，使用组合的扫描微波阻抗显微镜和导电原子力显微镜。这两种技术的相关性揭示了所实现的空间分辨率（<2nm）的对比机制。我们观察到两套不同周期的MSL在三层堆栈。较小的MSL打破了6重旋转对称性，并在较大的MSL的边界处表现出突然的不连续。使用刚性原子堆叠模型，我们证明了hBN层大大修改扭曲双层石墨烯的MSL。我们进一步分析了它对双莫尔系统倒易空间谱的影响。
2021-02-17 cond-mat.mes-hall
Moiré phonons in the twisted bilayer graphene
我们利用有效连续谱方法研究了扭曲双层石墨烯中的面内声学声子。我们通过求解三角畴结构静态弛豫态周围无限小振动的连续运动方程来计算声子模。我们发现，莫尔层间势只影响面内非对称模，即原来的线性色散被分解成由带隙隔开的微声子带，而面内对称模及其线性色散几乎不受影响.将非对称模的声子波函数视为畴壁网络的集体振动，用有效的莫尔尺度晶格模型定性描述低能声子能带结构.
2019-08-16 cond-mat.mes-hall
Continuum model for relaxed twisted bilayer graphenes and moiré electron-phonon interaction
我们建立了一个连续介质模型来描述任意晶格变形的扭曲双层石墨烯的电子结构和电子-声子相互作用。从紧束缚模型出发，导出了存在一般晶格位移时的层间哈密顿量，得到了光滑形变的长波连续谱表达式。我们表明，连续模型正确地描述了晶格弛豫扭曲双层石墨烯的能带结构。我们将该公式应用于声子振动，并导出了莫尔带态和莫尔声子模之间的电子-声子矩阵元的显式表达式。通过数值计算，我们发现在低扭转角下，由于超晶格杂化，电子-声子耦合和声子介导的电子-电子相互作用显著增强。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall
Moiré edge states in twisted graphene nanoribbons
众所周知，基于石墨烯的系统的边缘物理对边界处的原子结构高度敏感，其中仅在晶格的Z字形终止上发现局部零模式边缘状态。在这里，我们证明了石墨烯扭曲双层支持额外的一类边缘状态，即（i）发现所有边缘几何形状，因此对边缘粗糙度是鲁棒的，（ii）发生在与扭曲诱导的范霍夫奇异性相一致的能量在散装和（iii）拥有强烈调制的莫尔晶格的电子密度。有趣的是，这些“莫尔边缘状态”只存在于某些晶格畸变中，因此扭曲双层的边缘物理与体相形成鲜明对比，并不是唯一由扭曲角决定的。
2018-01-19 cond-mat.mes-hall
Observation of multi Dirac fermion cloning induced by moiré potential in graphene-SiC heterostructure
我们用角分辨光电子能谱重新研究了SiC衬底上石墨烯的电子结构。我们直接观察到狄拉克锥的多重克隆，除了以前归因于重建。Dirac锥复制品的位置、相对距离和各向异性与石墨烯-SiC异质结构的莫尔条纹完全一致。我们的结果提供了一个简单的例子莫尔势调制的狄拉克费米子的工程电子结构。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emulating moiré materials with quasiperiodic circuit quantum electrodynamics
本研究利用常规超导电路在电荷空间模拟莫尔物理，通过光谱输运测量直接观测到 Hofstadter 蝴蝶和魔角效应，并证明这些特征在谐波陷阱势下依然存在，为探索任意空间维度的非公度物理提供了高调控能力的新平台。
2024-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
Plasmons in realistic graphene/hexagonal boron nitride moiré patterns
采用石墨烯和六方氮化硼（hBN）晶体的范德华异质结构已经成为等离子体的有前途的平台，这要归功于它们的集体模式与载流子密度的可调谐性和等离子体品质因数的记录值。在这篇文章中，我们从理论上研究了莫尔图案超晶格在hBN上的近对齐石墨烯中的作用，通过使用从头计算得到的连续模型哈密顿量。我们计算系统的能量损失函数的各种化学势值，可在门控设备。计算结果表明，电子-空穴的不对称性导致了正负化学势之间等离子体激元色散的显著不对称性，显示了空穴带复杂的能带结构和丰富的二次狄拉克点带隙吸收谱.
2018-07-06 cond-mat.mes-hall
Relaxation of moiré patterns for slightly misaligned identical lattices: graphene on graphite
通过大尺度原子模拟研究了原子弛豫对扭曲石墨和双层石墨中莫尔条纹结构的影响。重建的结构可以被描述为一个超晶格的“热点”与旋涡状行为的平面内原子位移和增加的平面外位移与角度减小。这些晶格畸变影响标量势和矢量势以及由此产生的电子性质。在低取向差角（< $\sim$ 1 $^\circ$）下，优化的结构显著偏离在电子性质的计算中经常假设的正弦调制。所提出的结构可以通过扫描探针显微镜测量来验证。
2015-03-09 cond-mat.mes-hall
Topological piezoelectric response in moiré graphene systems
从理论上研究了莫尔石墨烯系统中的压电效应。由于应变耦合到系统中的电子作为伪矢量势，其对于石墨烯的$K$和$K'$谷具有相反的符号，因此其对具有相反陈数的两个谷的影响不会抵消，而是相加。因此，在这些系统中的压电张量的一些组件，通常具有非平凡的拓扑结构，在其平坦的频带，几乎量化的谷陈数。利用连续介质模型和原子紧束缚模型对hBN取向的扭曲双层石墨烯、扭曲双层-单层石墨烯和扭曲双层石墨烯体系的面内压电响应进行了数值计算，验证了上述结论.我们发现，通过调整垂直位移场和/或扭转角，这可能会导致在这些系统中的平带和远程带之间的间隙关闭，高原形状的压电响应得到，与跨越拓扑相变的突然跳跃。我们建议这种近似量子化的压电响应可以作为一个直接的实验探针的谷陈数的平带莫尔石墨烯系统。
2021-09-20 cond-mat.mes-hall
Moiré Commensurability and the Quantum Anomalous Hall Effect in Twisted Bilayer Graphene on Hexagonal Boron Nitride
当扭曲双层石墨烯（tBG）与封装的六方氮化硼（hBN）层几乎对齐时，有时在扭曲双层石墨烯（tBG）中观察到量子反常霍尔（QAH）效应。我们提出，QAH效应在单个器件中的出现或不存在可能与石墨烯/石墨烯和石墨烯/hBN莫尔图案之间的可重复性有关。我们确定了一系列的点在$(θ_{\rm GG},θ_{\rm GBN})$扭转角空间的两个莫尔图案是相称的，允许莫尔带理论应用，并表明，在这种情况下，频带陈数是敏感的刚性面内hBN位移。鉴于这一性质，我们认为，QAH效应可能只有当i）的$(θ_{\rm GG},θ_{\rm GBN})$扭转角对是足够接近的一个相称的点，两个莫尔图案产生一个超莫尔图案具有足够长的长度尺度，和ii）的超莫尔有一个扩展的拓扑非平凡的QAH阶段。对于远离可折叠性的扭转角，hBN层充当可以破坏QAH效应的无序源。我们的建议可以解释一些目前的实验观察。进一步的实验研究，可以更直接地测试这个建议。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
Does Moire Matter? Critical Moire Dependence with Quantum Fluctuations in Graphene Based Integer and Fractional Chern Insulators
该研究系统探究菱面体六层石墨烯/六方氮化硼摩尔超晶格中扭转角对陈绝缘体的关键作用，通过实验与理论结合，揭示量子涨落和关联效应的重要性，并颠覆了平均场理论范式。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Winding Berry dipole on uniaxially strained graphene/hBN/hBN moiré trilayers
本文结合从头算与紧束缚及半经典方法，研究单轴应变 graphene/hBN/hBN 莫尔三层结构，揭示局域势修正使 Berry 偶极子在莫尔晶格中转向并缠绕。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall
Hexagonal boron nitride/bilayer graphene moiré superlattices in the Dirac-material family: energy-band engineering and carrier doping by dual gating
本文综述hBN/BLG莫尔超晶格的制备与输运，揭示其无电场下CNP能隙、可调能带拓扑及范霍夫奇异性，并通过双栅实现能带工程，展现物理普适性与多样性。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall
Moiré induced organization of size-selected Pt clusters soft landed on epitaxial graphene
二维六边形阵列的Pt纳米粒子（1.45 nm的直径）已获得通过沉积的预成型和大小选择的Pt 80纳米粒子在石墨烯上。这种原始的自组织是在室温下由外延生长在Ir（111）表面上的石墨烯的2D周期性起伏（莫尔图案）诱导的。利用扫描隧道显微镜、掠入射X射线散射等技术对Pt团簇的形貌和组织进行了表征，并研究了退火过程中的结构演变。软着陆的集群仍然是准球形的，很大一部分似乎是固定在特定的莫尔网站。有组织的集群的比例的定量测定表明，所获得的几乎球形的纳米粒子的六边形阵列是稳定的高达650 K，这是一个强的集群表面相互作用的指示。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall
Diagrammatic perturbation approach to moiré bands in twisted bilayer graphene
本文提出一种图解微扰理论，将莫尔势视为微扰以解释扭曲双层石墨烯连续模型中莫尔能带的形成，揭示了魔角处狄拉克速度消失源于动量转移矢量的几何取向，为莫尔能带物理性质提供了图解框架。
2024-07-29 cond-mat.mes-hall
Two Dimensional Ir-Cluster Lattices on Moiré of Graphene with Ir(111)
通过气相沉积在Ir（111）上的石墨烯莫尔条纹上生长了Ir团簇的晶格。这些团簇在500K以下是高度有序的，空间和热稳定的。它们的窄尺寸分布是可调的，从4到约130个原子。基于扫描隧道显微镜和密度泛函理论建立了团簇与石墨烯的结合模型。拟议的绑定机制表明，类似的集群晶格可能会生长的材料比其他的Ir。
2006-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Independently Tunable Flat Bands and Correlations in a Graphene Double Moiré System
该研究构建四层石墨烯双莫尔系统，实现两组独立可调平带，并发现关联绝缘态在魔角附近最强，中性点带隙态在大扭转角更稳健。
2024-11-27 cond-mat.mes-hall
Moiré disorder effect in twisted bilayer graphene
我们从理论上研究了具有无序莫尔条纹的魔角扭曲双层石墨烯的电子结构。通过引入非均匀晶格畸变的扩展连续介质模型，我们发现平带的局域态密度几乎没有展宽，而是在大多数地方分裂成上下子带。分裂能的空间依赖性几乎完全取决于由异质应变引起的有效矢势的局部值，而局部扭转角和局部莫尔周期的变化对电子结构的影响相对较小。我们解释的唯一依赖于本地矢量势的伪朗道水平图片的魔角平带，我们得到的分裂能量作为应变振幅的函数的解析表达式。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall
Light induced transitions of valley Chern numbers and flat bands in a non-twisted moire graphene-hexagonal boron nitride superlattice
本文研究光对非扭转莫尔石墨烯-六方氮化硼超晶格的影响，发现其具有与扭转莫尔材料类似的丰富拓扑、谷陈数转变和平带效应，证明更易合成的非扭转平台可复现扭转体系的光调控物理。
2025-08-26 cond-mat.mes-hall
Klein tunneling degradation and enhanced Fabry-Pérot interference in graphene/h-BN moiré-superlattice devices
本文利用原子级模拟研究了 h-BN 莫尔超晶格对石墨烯输运特性的影响，发现大不对齐角下 Klein 隧穿得以保持，而近乎对齐时 Klein 隧穿显著退化，同时出现强 Fabry-Pérot 干涉和非线性 I-V 特性，并提出 P-N 界面平滑度工程可作为改进输运特性的潜在途径。
2023-11-15 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag in graphene/hBN/graphene moiré heterostructures
本研究在石墨烯/hBN/石墨烯莫尔异质结构中观测库仑拖曳，通过独立调层载流子密度揭示莫尔微带与原始狄拉克带载流子的耦合及其非费米液体特征。
2024-06-21 cond-mat.mes-hall
Moiré ordered current loops in the graphene twist bilayer
虽然典型的材料仅在边界处表现出场感应电流，但施加到两个相互旋转的石墨烯层的均匀面外磁场被示出导致整个材料中的永久电流回路的有序阵列。每个电流回路由流过由旋转产生的莫尔条纹的开放AA堆叠区域的层间电流组成，该层间电流然后通过相邻的AB区域流回以形成电路，即使在小磁场下也具有显著的电流强度。类似的电流回路的莫尔有序阵列也被示出存在于非平衡传输状态中，其中它们表现为逆着器件中的施加偏压回流的电流。因此，这种电流回路代表了扭曲双层在时间反演对称性破缺条件下的固有特征，并且既作为朗道物理学上的莫尔晶格的低场印记存在，又作为输运态中的可测量莫尔尺度电流配置存在。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall
Moiré superlattice effects and band structure evolution in near-30-degree twisted bilayer graphene
在二维晶体的堆叠中，晶格常数的失配和晶轴的不对准导致莫尔图案的形成。我们发现，莫尔超晶格效应持续在扭曲的双层石墨烯（tBLG）与大的扭曲和短的莫尔周期。使用角分辨光电发射，我们观察到戏剧性的变化，价带拓扑结构跨越大区域的布里渊区，包括附近的鞍点在$M$和跨越3 eV的狄拉克点。在这个能量范围内，我们解决了几个莫尔迷你带和检测签名的二次狄拉克点在重建的色散。对于扭转$θ>21.8^{\circ}$，低能量微型间隙不是由于锥反交叉，如在较小扭转角的情况下，而是由于一个石墨烯层中的电子在另一个石墨烯层的电势上的莫尔散射，这产生谷间耦合。我们的工作表明，通过调整界面扭转角，使工程的二维晶体堆叠的电子色散机制的鲁棒性。它还表明，大角度tBLG主机电子minigaps和van Hove奇点的不同来源，鉴于最近的进展，极端掺杂的石墨烯，可以探索实验。
2022-01-27 cond-mat.mes-hall
Photonic crystals for nano-light in moiré graphene superlattices
石墨烯是一种原子级薄的等离子体介质，其支持高度受限的等离子体激元或纳米光，具有非常低的损耗。石墨烯的电子性质可以在它被放置在另一个石墨烯层上时急剧改变，导致莫尔超晶格。两层之间的相对扭转角是由此获得的扭曲双层石墨烯（TBG）中的层间耦合的关键调谐参数。利用红外纳米成像技术研究了等离子体激元在TBG中的传输。我们发现，发生在小扭曲角的原子重构将TBG转换成用于传播纳米光的自然等离子体光子晶体。这一发现指出了一条通过利用石墨烯和其他原子分层范德华力材料的量子特性来控制纳米光的途径，从而消除了对艰巨的自上而下的纳米制造的需要。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Gate-dependent Pseudospin Mixing in Graphene/Boron Nitride Moire Superlattices
石墨烯中的电子由具有双组分赝自旋的相对论性Dirac-Weyl旋量描述1 -12。狄拉克电子独特的赝自旋结构导致了新出现的现象，如无质量的狄拉克锥2，反常量子霍尔效应2，3和克莱因隧道4，5在石墨烯。操纵电子赝自旋的能力对于新型石墨烯电子学是高度期望的，并且它需要精确控制以在原子水平上区分两个石墨烯子晶格。石墨烯/氮化硼（石墨烯/BN）莫尔超晶格，其中由于B-N原子导致的快速子晶格振荡叠加在缓慢莫尔周期上，提供了一种有吸引力的方法来设计石墨烯中的电子赝自旋13 -18。这种不寻常的莫尔超晶格导致旋量势与不寻常的电子赝自旋杂交，这可以直接通过红外光谱探测，因为光学跃迁对激发态波函数非常敏感。在这里，我们进行石墨烯/BN异质结构的显微红外光谱，并证明莫尔超晶格势是由一个pseudospin-mixing组件类似于一个空间变化的伪磁场占主导地位。此外，我们表明，旋量势敏感地依赖于栅极诱导的载流子浓度在石墨烯，表明从电子-电子相互作用的旋量势的强重整化。我们的研究提供了更深入的理解下旋量莫尔势的石墨烯赝自旋结构，以及令人兴奋的机会，以控制赝自旋在二维异质结构的新型电子和光子纳米器件。
2014-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimized Fabrication Procedure for High-Quality Graphene-based Moiré Superlattice Devices
本文提出一种基于改进干法转移的优化制备流程，通过精确控制位置、角度和温度并结合严格筛选与激光烧蚀，解决了石墨烯莫尔超晶格器件中扭转角不均匀和异质应变等难题，实现了高均匀性器件。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice Model For The Quantum Anomalous Hall Effect in Moiré Graphene
受魔角扭曲双层石墨烯实验启发，提出一种莫尔环境下的量子反常霍尔效应晶格平均场模型，为实现莫尔陈数绝缘体提供简单途径，并揭示了手性边缘态及畴壁电子结构特性。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entangled Moire Chern Insulator in Rhombohedral Graphene
Peking University（北京大学）；National Institute of Material Sciences（国立材料研究所）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
在rhombohedral八层石墨烯/ hBN莫尔超晶格中，发现C=1的本征陈绝缘体，其在v=2填充时表现出量子反常霍尔效应。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
