Direct Imaging Strain-field Vortex Networks in Twisted Bilayer Graphene Magnified by Moiré Superlattices
在二维扭曲双层膜中,范德华(vdW)层间相互作用通过局部旋转晶格在界面处引入原子尺度的重构,从而在其莫尔超晶格中形成应变场涡旋网络。然而,直接成像应变场涡旋的微小局部晶格旋转需要极高的空间分辨率,是实验中的一个突出挑战。在这里,引入了最顶部的小周期石墨烯莫尔图案,以放大晶格的亚埃扭曲和底层扭曲双层石墨烯(TBG)中的微小局部晶格旋转。通过对底层TBG的原子尺度重构,最顶层石墨烯莫尔图案的局部周期和低能van Hove奇点在空间上被修改,从而实现应变场涡旋网络的真实空间成像。我们的研究结果表明,结构重建的vdW系统可以提供一个独特的衬底空间工程支持的二维材料的结构和电子性能。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Delusive chirality and periodic strain pattern in moiré systems
本研究揭示几何相位分析(GPA)用于含莫尔图案的扭转异质结构时,会产生虚假的手性位移与周期性应变场,且该虚假场随扭转角变化,提醒相关研究需谨慎解读GPA结果。
2023-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Real-Space Imaging of Moiré-Confined Excitons in Twisted Bilayer MoS$_2$
研究通过原子力显微镜在扭曲双层MoS₂中以纳米级分辨率成像莫尔受限激子,揭示了位点选择性限制机制,并建立了基于Wannier模型的激子波函数局部化理论。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing Moiré Patterns by Strain
本文研究二维扭曲材料中莫尔图案的形成机制,发现应变与扭曲的相互作用决定超晶格结构,可产生任意几何形状,并揭示应变抑制平带,为通过应变设计莫尔图案提供理论基础。
2024-03-14 cond-mat.mes-hall
Strain-programmable exciton diffusion in moiré heterostructures
Seoul National University(首尔大学);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构)
通过调控WSe2-MoSe2异质结中的层间应变,打破C3旋转对称性改变莫尔超晶格几何,实现沿拉伸方向的偏振激子发射和优先扩散,为设计莫尔超晶格和编程激子输运提供新方法。
2026-06-09 cond-mat.mes-hall
Confined-state physics and signs of fermionization of moiré excitons in WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayers
通过密度依赖的光致发光光谱探测MoSe$_2$/WSe$_2$异质结构,发现莫尔激子共振的饱和蓝移现象,并利用费米子可饱和吸收体模型揭示了莫尔势阱中激子的受限态物理及费米子化迹象。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial two-dimensional membranes under intrinsic and extrinsic strains
本文结合连续介质力学与原子建模,研究Ir(111)/石墨烯和Au(111)/MoS$_2$在本征及外禀应变下的莫尔波长、波纹与晶格常数演化。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Abelian topological defects and strain mapping in 2D moiré materials
我们提出了一种通用的方法来分析域边界连接的拓扑性质,出现在松弛的莫尔超晶格图案在2维(2D)范德华(vdW)材料的界面。在足够大的莫尔条纹长度,所有的莫尔条纹系统松弛成由位错线网络分开的离散的2D域。二维位错线网络的节点可以看作是涡旋状的拓扑缺陷。我们发现,一个简单的类比常见的拓扑系统与$S^1$序参量,如超导体或平面铁磁体,不能正确地捕捉这些缺陷的拓扑性质。例如,在扭曲的双层石墨烯中,松弛莫尔系统的序参量空间同伦等价于穿孔环面。在这里,2D位错网络的节点可以被表征为穿孔环面的基本群的元素,两个生成元上的自由群,赋予这些网络节点非阿贝尔性质。扩展此分析,考虑从任何相对应变产生的莫尔图案,我们发现,反涡发生在各向异性的异质应变,如剪切或各向异性膨胀的存在下,而涡流阵列下出现扭曲或各向同性膨胀之间的vdW材料。在实验上,利用透射电子显微镜(TEM)的暗场成像能力,我们证明了存在的涡旋和antivortex对形成的莫尔系统中,引起不同类型的异质应变之间的竞争在vdW接口。我们还提出了一种方法来映射的基础heterostrain的莫尔结构从实验的TEM数据,它提供了一个定量之间的关系的各种组件的heterostrain和涡旋反涡旋密度莫尔系统。
2022-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain induced quasi-unidimensional channels in twisted moiré lattices
本文研究了蜂窝晶格莫尔系统中的应变效应,揭示了扭曲与应变相互作用导致倒易空间单胞坍缩,从而形成准一维莫尔图案,为低角度扭曲双层石墨烯等材料中的一维通道现象提供了解释。
2022-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Moire pattern as a magnifying glass for strain and dislocations in van der Waals heterostructures
我们认为变形的作用,在石墨烯异质结构与六方晶体(包括应变,皱纹和位错)上的几何特性的莫尔图案特征的一对两个不相称的错位同构晶体。通过采用唯象理论描述石墨烯和六方晶体的范德华异质结构中的一般莫尔扰动,我们研究了这种异质结构的电子性质。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall
Layer pseudospin dynamics and genuine non-Abelian Berry phase in inhomogeneously strained moiré pattern
长波长莫尔条纹的周期性经常被范德华层状结构制造中引入的不均匀应变破坏。我们提出了一个框架来描述在这种扭曲的云纹图案的过渡金属双硫族元素的同质双层的大质量狄拉克费米子,占层赝自旋的动力学。在退耦双层膜中,我们发现了两种导致面内层赝自旋进动的原因:层反对称应变与谷磁矩的耦合;以及SU(2)规范势中的Aharonov-Bohm效应(对于反对称应变下的R型双层膜和对称应变下的H型双层膜).在莫尔条纹中存在层间耦合时,它与应变的相互作用表现为非阿贝尔规范场。我们证明了在这样的场中存在真正的非阿贝尔Aharonov-Bohm效应,其中不同回路的演化算子是非交换的。这为探索非阿贝尔规范场对电子的影响提供了一个令人兴奋的平台,具有显著的应变和层间偏压可调谐性。
2020-12-13 cond-mat.mes-hall
Room-temperature local strain control of moiré excitons in MoS$_2$/WSe$_2$ heterobilayers
ITMO University(ITMO大学);Pohang University of Science and Technology (POSTECH)(浦项科技大学);Harvard University(哈佛大学);Tongji University(同济大学)
本研究利用局域应变工程,在MoS₂/WSe₂异质双层中实现莫尔激子的室温激活与连续调谐,为室温量子激子器件奠定基础。
2026-09-03 cond-mat.mes-hall
One-Dimensional Moiré Excitons in Transition-Metal Dichalcogenide Heterobilayers
从角度和/或晶格失配形成界面莫尔图案已经成为在范德瓦尔斯异质结构中设计一系列量子现象的有力方法。对于过渡金属二硫属化物(TMDC)异质双层膜中的长寿命和谷极化层间激子,最近的实验研究中已经报道了摩尔景观的量子限制特征。这种莫尔限制为定制新的激子系统提供了令人兴奋的可能性,例如零维(0 D)量子发射器的有序阵列及其耦合到拓扑超晶格中。莫尔势的一个显著特性是它对应变的戏剧性响应,其中小的单轴应变可以将量子点状的0 D陷阱阵列调谐成一维(1D)量子线的平行条纹。在这里,我们提出了直接的证据,从真实空间成像和相应的1D莫尔激子的MoSe 2/WSe 2异质双层膜的光致发光(PL)发射的1D莫尔电位。而0 D莫尔激子显示量子发射体样尖锐的PL峰与圆偏振,从一维莫尔激子的PL发射具有线性偏振和两个数量级的强度更高。这里提出的结果建立应变工程作为一个强大的新方法来定制莫尔电位以及他们的光学和电子响应的需求。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-dependent transport properties in the Moiré of strained homobilayer transition metal dichalcogenides
本文基于低能模型研究应变同双层 TMDs 莫尔纳米带,揭示应变与垂直电场对层内/层间透射及层极化的调控机制。
2024-02-29 cond-mat.mes-hall
Strain-dependent structural and electronic reconstructions in long-wavelength WS$_{2}$ moiré superlattices
在叠层过渡金属二硫属化物(TMD)的长波莫尔超晶格中,结构重构普遍发生,这已被报道显著影响其电子性质。然而,晶格重构和电子性质的改变之间的相互作用,以及它们对重构的TMD莫尔超晶格中的外部扰动的进一步响应仍然缺乏完整的微观理解。本文利用扫描隧道显微镜(STM)和扫描隧道光谱(STS)结合第一性原理计算,在纳米尺度上研究了长波长H型WS $_{2}$莫尔超晶格的应变相关结构重构及其相关电子重构.我们观察到,长波长WS $_{2}$莫尔超晶格经历强烈的原子重构转变为螺旋位错的六边形阵列分离大尺寸的H堆叠域。在我们的实验中,莫尔超晶格的几何形状和莫尔波长都被外部层内异质应变显著地调谐。值得注意的是,STS测量进一步表明,在该系统中,导带中的K点的位置被应变诱导的晶格变形在纳米尺度上敏感地调制,最大能量位移高达300 meV。我们的研究结果强调,层内应变起着至关重要的作用,在决定结构和电子性质的TMD云纹超晶格。
2022-03-25 cond-mat.mes-hall
Programming moiré patterns in 2D materials by bending
本研究针对二维材料莫尔图案组装中转角控制不精、不均匀及应变畸变问题,提出用原子力显微镜探针弯曲单层带的新方法,实现转角连续可调、高均匀性、低无序的莫尔图案,为相关量子研究和器件制备奠定基础。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré superlattices in strained graphene-gold hybrid nanostructures
石墨烯-金属纳米粒子杂化材料不仅具有金属纳米粒子和石墨烯的独特性质,而且由于石墨烯和纳米粒子之间的相互作用,还具有其他新的性质。这项研究表明,金纳米岛可用于定制石墨烯的局部电子性质。在结晶金纳米岛上的石墨烯表现出莫尔超晶格,其在局部态密度中产生次级狄拉克点。相反,石墨烯覆盖的金区域在退火时经历多晶到Au(111)的相变。此外,具有不同莫尔周期的莫尔超晶格的纳米尺度共存也被揭示。其中一些莫尔周期非常大,这不能用石墨烯和最顶层Au(111)层之间的标准晶格失配来解释。密度泛函理论和分子动力学模拟首次表明,在这种情况下,石墨烯和界面金属层是应变的,导致扭曲的晶格常数,并因此减少失配。通过扫描隧道光谱,还观察到了由大波长莫尔条纹引起的室温电荷局域化。这些发现可以为石墨烯/金属界面的应变工程开辟一条路线,这些界面具有各种莫尔超晶格和定制的纳米级信息编码的电子特性。
2016-06-30 cond-mat.mes-hall
Moiré Engineering in 2D Heterostructures with Process-Induced Strain
本研究通过工艺诱导应变工程在扭曲双层石墨烯中实现了对莫尔超晶格干涉图样的确定性控制,利用应力薄膜调节异质应变,无需额外扭转即可系统调节莫尔对称性与周期性。
2023-04-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantitative determination of twist angle and strain in Van der Waals moiré superlattices
本文针对扫描探针提取范德华莫尔晶格矢量时的压电扫描差异和热漂移系统误差,提出校正流程,使近魔角扭转双层石墨烯的扭转角与异质应变测量精度分别达到 0.001° 和约 0.002%。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of tunable flux lattices in the homobilayer moiré of twisted and uniformly strained transition metal dichalcogenides
电子内部自由度的空间织构对材料的性能有着深刻的影响。这种纹理在真实空间中可以表现为一个新兴的磁场(或Berry曲率),这是预期诱导有趣的谷/自旋相关的输运现象。莫尔条纹是二维原子晶体界面上的一种空间变化,它为研究这种真实空间的Berry曲率效应提供了一个天然的平台。在这里,我们研究莫尔结构中形成的同质双层过渡金属二硫属化物(TMD)由于扭曲,各种均匀的应变分布,以及它们的组合,其中电子可以驻留在任何一层的层指数作为一个内部的自由度。层赝自旋在莫尔超晶胞中表现出涡旋/反涡旋织构,导致巨大的几何磁场和标量势。在几何图像中,莫尔磁场被发现为分别为面外赝自旋和面内赝自旋取向的梯度的叉积。我们发现了均匀应变的双重作用:除了是均匀双层中的莫尔原子纹理的原因之外,它还贡献了一个伪规范势,该伪规范势修改了层间耦合的局部相位。因此,应变可以用来调整的平面内的伪自旋纹理,而层间偏置调谐的平面外的伪自旋,我们展示了如何莫尔磁场的空间分布,强度和通量每个超晶胞可以工程。通过几何标量校正,标量势的景观也可以与莫尔磁场一起设计,形成不同的有效晶格结构。这些特性使得TMD莫尔结构有望构建用于传输和拓扑材料应用的可调谐通量晶格。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall
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
Control of atomic reconstruction and quasi-1D excitons in strain-engineered moiré heterostructures
Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学);Carl von Ossietzky University(卡尔·冯·奥西茨基大学);Ioffe Institute(约费研究所);Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);University of Göttingen(哥廷根大学);Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences (CAS)(中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构)
研究通过应变与原子重构的相互作用,将二维近-commensurate异质结构中的三角摩尔图案转化为一维阵列,实现激子在域墙中的近100%线极化发射,展示了应变工程在设计可编程量子特性摩尔系统中的潜力。
2025-04-11 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
Anisotropic strain effects in small-twist-angle graphene on graphite
原子多层膜中局部变化的晶格参数和各向异性晶格形变的直接实验探测是极具挑战性的。在这里,我们开发了一种新的结合数值/图形的方法来分析不规则莫尔超结构测量扫描隧道显微镜(STM)上的小扭曲角($\sim$ 0.6 $^{\circ}$)石墨烯高度取向的热解石墨(gr/HOPG)。我们观察到扭曲的莫尔图案与空间变化的周期在退火gr/HOPG。通过STM观察到的莫尔周期的纳米级调制反映了具有晶格参数的各向异性变化的局部应变(和剪切)石墨烯。我们使用一个特定的算法的基础上的刚性格傅立叶方法,这是能够重建不规则和扭曲的莫尔条纹出现应变引起的晶格变形。我们的模型是通用的,可以用来研究不同的莫尔图案发生在二维范德华异质结构。此外,室温扫描隧道光谱测量显示狄拉克点处的电子态,位于莫尔山上,这显著增加了莫尔图案的表观反射率。测量的地形进行了比较,经典的分子动力学模拟。密度泛函理论(DFT)计算证实,AAB堆叠的三层区域本身可以贡献费米能级附近的电子态,与局域态密度中的测量峰值一致。此外,CMD计算揭示了方向相关的键交替($\sim$ 0.5 $\%$)周围的堆叠区域,诱导的剪切应变,这可能会影响电子性质。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall
Strain-dependent one-dimensional confinement channels in twisted bilayer 1T$'$-WTe$_2$
本研究针对1T$'$ WTe$_2$低对称各向异性晶格带来的特殊莫尔物理问题,结合平面波与线性标度DFT计算,发现转角双层1T$'$ WTe$_2$在单层晶格微变下会产生峰谷幅度超200 meV的条纹静电势,为新型莫尔物理研究提供了方向。
2024-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dimensional reduction from magnetic field in moiré superlattices
本研究针对均匀磁场中的应变莫尔材料,预测其电导率具有随磁场或应变切换易轴的强各向异性,源于电子波函数沿晶轴的一维局域化,可通过准周期模型或半经典图像解释,且有望在相关实验系统中观测。
2023-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
The Continuum Model for Uniaxially Strained Bilayer Graphene Moiré Systems
Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学);Chinese University of Hong Kong (Shenzhen)(香港中文大学(深圳));Southern University of Science and Technology(南方科技大学)
该研究构建单轴应变AB堆叠双层石墨烯莫尔系统的连续介质模型,揭示临界应变下的拓扑相变,为应变工程调控拓扑输运提供新途径。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall
Quantum-Confined Electronic States arising from Moiré Pattern of MoS2-WSe2 Hetero-bilayers
在5和80 K温度下,用扫描隧道显微镜和光谱学研究了沉积在外延石墨烯上的由MoS 2/WSe 2组成的二维异质双层系统.观察到莫尔图案,由MoS 2和WSe 2之间3.7%的晶格失配引起。显着的能量转移中观察到的最大值的莫尔条纹的隧穿光谱,与光谱获得的最小值,与以前的工作相一致。此外,在莫尔条纹的最小值处,对于在5 K下获得的光谱,观察到在带边缘附近的能量处的光谱中的尖峰。峰对应于被限制在莫尔晶胞内的离散状态。电导映射被用来揭示态的波函数的详细结构。对于在80 K的测量,在光谱中的尖峰是不存在的,和带边的电导图显示很少的结构。
2018-01-31 cond-mat.mes-hall
Symmetry breakdown in franckeite: spontaneous strain, rippling and interlayer moiré
钙钛矿是一种天然存在的层状矿物,其结构由SnS2样层和PbS样层的交替堆叠组成。虽然这种超晶格是由一系列各向同性的二维层组成的,但它表现出自发的波纹,使材料在结构上各向异性。我们证明,这种波纹手拉手与不均匀的面内应变分布和各向异性的电气,振动和光学特性。我们认为,这种对称性故障的结果从空间调制层之间的范德华相互作用,由于SnS2和PbS的晶格不相容性。
2020-06-11 cond-mat.mes-hall
Twistraintronics in Square Moire Superlattices of Stacked Graphene Layers
Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);Imdea Nanoscience(Imdea纳米科学研究所);University of Hamburg(汉堡大学);Colorado State University(科罗拉多州立大学);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);Condensed Matter Physics Center (IFIMAC)(凝聚态物理中心(IFIMAC));Instituto Nicolás Cabrera (INC)(尼古拉斯·卡布雷拉研究所(INC))
通过选择性地移除天然褶皱,实现了由扭力和应变调控的平方莫尔图案,展示了扭力电子学在实现高相关电子态中的作用。
2025-11-06 cond-mat.mes-hall
Giant nonlinear Hall effect in strained twisted bilayer graphene
本研究发现应变转角双层石墨烯中莫尔平带的大贝里曲率可产生巨非线性霍尔效应,贝里曲率偶极矩超已知材料两个数量级,确立其为可调非线性霍尔效应的实用平台。
2020-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flatbands and Mechanical Deformation Effects in the Moiré Superlattice of MoS$_2$-WSe$_2$ Heterobilayers
最近已经表明,量子限制态可以出现在外延生长的范德华材料异质双层中,而没有旋转错位($θ=0^\circ$),与由于两层的晶格失配而形成的莫尔图案的布里渊区中的平坦带相关联。在局部态密度和限制在MoS $_2$ /WSe $_2$系统中的峰值定性描述只考虑局部堆叠安排,这导致带边能量在空间上变化。在这项工作中,我们报告了大的面内应变变化的存在下,在整个摩尔的$θ=0^\circ$ MoS $_2$ /WSe $_2$异质双层的单元格,并表明,列入应变变化和面外位移的密度泛函理论计算大大提高了他们的协议与实验数据。我们进一步探讨扭转角的作用,通过显示扭曲的MoS $_2$ /WSe $_2$异质双层结构的实验数据与扭转角的$θ=15^\circ$,表现出莫尔图案,但没有限制。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré Engineering of Electronic Phenomena in Correlated Oxides
莫尔工程最近成为控制凝聚态系统中量子现象的一种有效方法。在范德华异质结构中,莫尔图案可以通过相邻原子层之间的晶格取向差形成,从而产生长程电子有序。到目前为止,摩尔纹工程仅在堆叠的范德华多层膜中进行。在这里,我们描述了我们发现的电子莫尔图案的薄膜的原型磁阻氧化物La0.67Sr0.33MnO3(LSMO)外延生长在LaAlO3(LAO)衬底。使用扫描探针纳米成像,我们观察到微观莫尔分布归因于这些薄膜内的两个不同的不相称的应变调制模式的共存和相互作用。净效应是LSMO的电子电导率和铁磁性都受到在介观尺度上延伸的周期性莫尔纹理的调制。我们的工作提供了一个全新的路线,有可能实现空间图案化的电子纹理的需求应变外延材料。
2019-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent chiral symmetry breaking in moiré domain wall networks redirects topological boundary states in bilayer graphene
The University of Melbourne(墨尔本大学);Northwest Institute for Nonferrous Metal Research(西北有色金属研究院);University of New South Wales(新南威尔士大学)
研究揭示了莫尔石墨烯双层中通过堆叠和网络层面的对称性破缺,导致螺旋网络结构的形成及低能电子态的调控。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strained Bilayer Graphene, Emergent Energy Scales, and Moire Gravity
研究发现应变双层石墨烯的低能物理对应弯曲时空中的费米子隧穿理论,其度规共形变换可产生远低于原始理论的涌现莫尔能标,还构建了有效宇宙学常数可任意小的莫尔引力玩具模型,或与宇宙学真空灾变相关。
2022-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other gr-qc
Untwisting moiré physics: Almost ideal bands and fractional Chern insulators in periodically strained monolayer graphene
近年来,莫尔系统已经成为研究强相关性的丰富平台。在这里,我们将讨论一个简单的,实验上可行的设置基于周期性应变石墨烯,再现扭曲莫尔异质结构的几个关键方面-但不引入扭曲。我们考虑单层石墨烯片受到周期为$L_M \gg a$的$C_2$ -断裂周期性应变诱导伪磁场(PMF)以及相同周期的标量势。该系统具有{ \it几乎理想}平坦带,其具有谷分辨陈数$\pm 1$,其中与理想带几何形状的偏差在无量纲比$(L_M/l_B)^2$中解析地控制并且指数地小,其中$l_B$是对应于PMF的最大值的磁长度。此外,标量势可以将带宽调节到远低于库仑尺度,使其成为一个非常有前途的强相互作用拓扑相平台。利用强耦合理论和自洽Hartree Fock方法,我们发现了整数填充下的量子反常Hall态。在分数填充,精确对角化揭示了一个分数陈绝缘体在实验可行的范围内的参数。总的来说,我们发现,该系统具有更大的相互作用引起的差距,更小的准粒子色散,和增强的可调谐性相比,扭曲的石墨烯系统,即使在其理想的限制。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Magnetic Proximity Effect in a van der Waals Moiré Superlattice
研究了单层半导体与二维铁磁体叠层形成的范德华异质结构中的磁邻近效应,其中层间晶格失配和扭曲通常会导致莫尔条纹的形成.我们发现,自旋相关的层间耦合所产生的磁邻近效应敏感地依赖于层间原子注册。因此,在莫尔图案中,原子注册的空间变化导致磁邻近场的横向调制。这种莫尔调制磁邻近效应表现为强烈依赖于莫尔周期性的微带自旋分裂,其可以通过层之间的相对扭转和/或应变来机械调谐。我们还表明,由于莫尔条纹调制的层间距离,一个垂直的电场可以用来控制的迷你带自旋分裂。我们的研究结果表明,潜在的纳米器件的莫尔调制磁邻近效应可以导致独特的自旋可控性。
2019-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable strain soliton networks confine electrons in Van der Waals materials
范德华层的相互滑动和扭曲产生了具有电子特性的莫尔结构。当摩尔纹结构在原子尺度上是平滑的时,这些摩尔纹结构中的电子感受到通常在数十百万电子伏范围内的弱电势。在这里,我们报告了一个简单的技术,以实现深,确定性的捕获潜力,通过应变为基础的云纹工程在范德华双层。我们使用弹性扫描隧道显微镜显示,单轴应变驱动的多层MoSe $_2$系统中的无公度晶格转变。在无公度态下,顶部单层通过自发形成拓扑孤子而与体相分离,从而使应力得到释放。交叉孤子形成蜂窝状网络,这是由于层间粘附势的三重对称性。蜂窝状网络的顶点以具有不同层间堆叠布置的结合对出现。一个顶点的对被发现是一个有效的陷阱的电子,显示两个状态,被深深地限制在半导体间隙内,并具有2 nm的空间范围。因此,蜂窝孤子网络提供了一个独特的路径,工程师的阵列相同的深度限制状态与应变相关的可调空间分离,而不需要引入化学缺陷到主机材料。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall
Atomic scale strain engineering of layered sheets on the surfaces of two-dimensional materials
利用扫描隧道显微镜(STM)针尖诱导力对二维材料进行原子调制,可以改变材料的力学和电学性质。通过电隧穿的原位地形和光谱探测已被用于应变片的石墨,单层石墨烯和NbSe 2。这一发现也解决了一个长达35年的争议,这个争议涉及到许多提出的模型,这些模型解释了石墨表面原子振动产生的异常高的测量原子振幅(高达24埃,预计为0.2埃)的来源。我们的研究结果属性的异常,表面弹性形变特性的软二维单原子片的石墨烯和石墨相比,NbSe 2,这是与他们的本地键合配置。研究表明,针尖诱导变形可以在材料表面原子级地诱导可控应变,为应变工程提供了一种新的途径。所形成的石墨莫尔图案的地形变形揭示了层间范德华(vdW)强度在其域中变化。原位隧道光谱与应变的莫尔域揭示电子平带形成可控,从而创建一个平台,多体相关性。本文警告异常的观察时,探测二维材料在小间隙距离与其应变诱导效应,并提供指导方针,以利用或避免这种影响。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kagome electronic states in gradient-strained untwisted graphene bilayers
针对扭转同质双层石墨烯制备中莫尔无序问题,提出梯度应变法在未扭转双层石墨烯构建莫尔超晶格,通过计算发现其类Kagome结构及应变可调Kagome电子能带,为研究奇异电子相提供新平台。
2025-02-12 cond-mat.mes-hall
One-Dimensional Moiré Physics and Chemistry in Heterostrained Bilayer Graphene
该研究提出异应变双层石墨烯体系,通过晶格失配实现无扭转角的一维莫尔物理,经计算证实其能产生费米能级附近的平带与空间调制的表面反应活性,成果可推广至其他层状材料。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Remote gate control of topological transitions in moiré superlattices via cavity vacuum fields
本文提出利用腔真空场的非局域性,通过门控一个莫尔超晶格远程驱动同一腔中另一个莫尔超晶格的拓扑能带反转,为材料性质调控提供了新范式。
2023-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Coupling and Strain Localization in Small-Twist-Angle Graphene Flakes
扭曲双层石墨烯(TBG)具有广泛的物理性质,如超导性、铁磁性和超润滑性。根据扭曲角,周期性莫尔超晶格在扭曲的双层石墨烯中形成,具有不均匀的层间耦合和晶格变形。对于小的扭转角(通常<2°),每个莫尔超晶胞包含大量的原子(> 10,000),这使得第一原理和原子建模的计算成本很高。在这项工作中,基于连续介质模型的有限元方法被用来模拟非均匀层间和层内扭曲的石墨烯片在刚性石墨烯衬底的变形。石墨烯层之间的范德华相互作用由周期性势能函数描述,而石墨烯薄片被视为具有有效弹性性质的连续膜。我们的模拟结果表明,结构弛豫和诱导的应变本地化是最显着的在一个相对较大的石墨烯片在小的扭转角,其中的应变分布是高度本地化的剪切应变孤子沿相邻域之间的边界相称的AB堆叠。此外,还发现在特定的扭转角下,存在许多亚稳态平衡构型,这取决于薄片的尺寸。因此,扭曲双层石墨烯的非线性力学对于理解莫尔超晶格中的应变分布以及应变对其他物理性质的影响至关重要。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall
Ultra-high-resolution imaging of moiré lattices and superstructures using scanning microwave impedance microscopy under ambient conditions
二维异质结构层的晶格矢量略有不同,表现出一种新的周期性结构称为莫尔晶格。莫尔晶格的形成提供了一种强有力的新方法来设计二维材料的电子结构,以实现新的关联和拓扑现象。此外,莫尔晶格的超结构可以从多个未对准的晶格矢量或不均匀的应变分布中出现,这在电子能带结构设计中提供了额外的自由度。莫尔晶格和超结构的高分辨率成像对于定量理解新兴的莫尔物理至关重要。在这里,我们报告的纳米级成像的莫尔晶格和超结构在各种石墨烯为基础的样品在环境条件下使用超高分辨率的扫描微波阻抗显微镜的实现。我们表明,相当显着,虽然扫描探针尖端具有约100 nm的总半径,可以实现在局部电导率分布优于5 nm的超高空间分辨率。这种分辨率增强不仅能够直接可视化魔角扭曲双层石墨烯和复合超莫尔晶格中的莫尔晶格,而且还允许设计路径朝向人工合成新颖的莫尔超结构,例如来自扭曲石墨烯和六方氮化硼层之间的相互作用和超调制的可果美莫尔。
2020-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrostatic strain enhancement in laterally confined SiGe nanostripes
SiGe纳米结构中的应变工程是纳米级光电子器件设计的基础。在这里,我们探索了一种新的策略,SiGe结构的横向限制的Si衬底,以获得高的拉伸应变,避免使用外部应力源,从而提高可扩展性。利用光谱显微镜技术、有限元模拟和从头算方法研究了横向受限富锗SiGe纳米带的应变状态。应变信息通过尖端增强拉曼光谱获得,具有前所未有的约30 nm的横向分辨率。纳米条带表现出较大的拉伸静水应变分量,其在顶部自由表面的中心处最大,并且在边缘处变得非常小。最大晶格变形大于热弛豫Ge/Si(001)层的典型值。这种应变增强源于面外方向上的受抑弛豫,这是由衬底侧壁引起的横向限制和SiGe/Si界面处(001)平面中失配应变的塑性弛豫的组合引起的。这种拉伸晶格变形在条纹表面的效果探测功函数映射,使用X-射线光电子发射显微镜的空间分辨率优于100 nm。纳米条纹表现出积极的功函数位移相对于体硅锗合金,定量证实了拉伸应变配置的电子结构计算。本研究结果对纳米尺度下光电子器件的设计具有潜在的影响。
2013-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals Heterostructure Polaritons with moiré-Induced Nonlinearity
利用腔场控制物质与光的相互作用在现代科学技术中具有重要意义。它的例子是在强耦合制度,其中物质-光混合模式的形式,通过光子组件上的光学波长尺度上的属性可控。相比之下,纳米尺度的物质激发更难获得。在二维范德华异质结构中,可以形成用于电子激发的可调莫尔晶格势,从而在晶格势中实现相关电子气。也有报道称激子被限制在莫尔晶格中,但合作效应一直难以捉摸,与光的相互作用仍然是微扰的。在这里,将MoSe $_{2}$ -WS $_{2}$异质双层集成在微腔中,我们在液氮温度下建立了莫尔晶格激子和微腔光子之间的合作耦合,从而将对物质和光的通用控制集成到一个平台中。莫尔极化激元的密度依赖性揭示了由于激子阻塞、抑制激子能量移动和抑制激子诱导的退相而引起的强非线性,所有这些都与莫尔激子的量子受限性质一致。这种莫尔极化激元系统将物质激发的强非线性和微观尺度调谐与腔工程的力量和光的长程相干性相结合,为来自可调谐量子发射器阵列的集体现象提供了新的平台。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall
Valley Polarization and Inversion in Strained Graphene via Pseudo-Landau Levels, Valley Splitting of Real Landau Levels and Confined States
通过磁场可以很容易地控制系统的自旋极化和自旋方向。然而,目前还没有一种直接有效的方法来操纵谷赝自旋自由度。在这里,我们通过实验证明,它是可能的,实现谷极化和谷反转石墨烯通过使用应变诱导的赝磁场和真正的磁场。伪磁场与真实的磁场有很大的不同,在石墨烯的两个不同的谷处指向相反的方向。因此,伪磁场和真实磁场的共存导致石墨烯的两个不同谷处的不平衡的有效磁场。这使我们能够像控制电子自旋一样方便地控制石墨烯中的谷。在这项工作中,我们报告一致的观察谷极化和反转应变石墨烯通过伪朗道能级,分裂的真正朗道能级和谷分裂的限制状态,使用扫描隧道光谱。我们的研究结果突出了一个途径,以谷电子在应变石墨烯为基础的平台。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Incommensurate Moiré Stacking and Landau Quantization Without External Magnetic Field in Turbostratic Graphene
该研究在涡轮层石墨烯中发现自发形成的非公度莫尔堆叠,并通过STM/STS与拉曼观测到由约26 T应变赝磁场诱导的无外磁场朗道量子化,为同时研究莫尔物理和赝电磁场提供了天然平台。
2025-09-22 cond-mat.mes-hall
Impacts of in-plane strain on commensurate graphene/hexagonal boron nitride superlattices
由于原子薄的结构,石墨烯/六方氮化硼(G/hBN)异质结构对施加到其晶格结构的外部机械力和变形非常敏感。特别是,应变可以导致G/hBN的电子性质的修改。此外,由石墨烯和hBN层的未对准驱动的莫尔结构为G/hBN的电子行为引入了新的特征。利用{ \it ab initio}计算方法,研究了在G/hBN两层上同时施加面内应变时,G/hBN不同层错电子性质的应变诱导变化。我们观察到,在实验适用的系统中,几个百分比的量级的面内应变和莫尔图案的相互作用导致相当大的谷漂移,带隙调制和衬底诱导的费米速度重整化的增强。此外,我们发现,无论应变排列,锯齿形方向变得更有效的电子输运,当施加面内非等双轴应变。
2018-11-30 cond-mat.mes-hall
Designing Moire Patterns by Shearing
本文提出通过剪切石墨烯上的纳米带构建渐变莫尔图案,结合弹性模型与紧束缚计算揭示其一维通道、类魔角 TBG 态密度峰及稳定拓扑。
2025-03-18 cond-mat.mes-hall
Periodic ripples on thermally annealed Graphene on Cu (110) - Surface reconstruction or Moire pattern?
利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV STM)研究了热退火对化学气相沉积(CVD)法在Cu(110)薄膜上生长的石墨烯的影响。我们发现,退火似乎诱导沿[210]方向的Cu表面的重构,具有1.43 nm的周期。这样的重建已被归因于在铜表面诱导的拉伸应变的差异热膨胀,它相对于石墨烯覆盖层,但我们表明,它实际上是一个莫尔图案,由于石墨烯和底层的原子晶格之间的干扰所证明的外观的奇-偶过渡只观察到由于错误的晶体的顶层的取向。这强调了金属表面上石墨烯的STM测量的分析应该考虑这种干扰,并且石墨烯-Cu界面比以前认为的更复杂。
2017-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From stripes to hexagons: strain-induced 2D Pb phases confined between graphene and SiC
本研究利用多种表征技术探究石墨烯与SiC间的Pb插层过程,发现局域覆盖度调控下基底钉扎与应变的相互作用可形成条纹、六边形等不同二维Pb相,为低维材料应变调控及石墨烯平台应用提供新依据。
2025-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci