Twistronics and moiré superlattice physics in 2D transition metal dichalcogenides
本文综述了二维TMDs莫尔超晶格的基本性质，并重点介绍了其在光学、拓扑及关联现象等前沿研究中的重大突破。
2025-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kekulé Moiré Superlattices
范德瓦耳斯材料叠层的莫尔超晶格在凝聚态物理和材料科学领域提供了一个令人兴奋的舞台。通常，这些莫尔超晶格由具有相同或相似结构的材料组成，并且长莫尔周期由小的扭转角或晶格失配引起。在本文中，我们讨论了长的莫尔周期出现在一个新的莫尔系统中，通过堆叠两个不同的范德华层与大的晶格失配，导致莫尔带之间的耦合从远程谷在动量空间。在该系统中，第一层使用类似于石墨烯中的凯库勒畸变的$\sqrt{3}$乘$\sqrt{3}$超晶胞重构，并且这种重构变得与第二层几乎相称。这种凯库勒莫尔超晶格在过渡金属二硫属化物和金属磷三硫属化物的异质结构中实现，例如MoTe $_2$ /MnPSe $_3$。通过第一性原理计算，我们证明了反铁磁MnPSe $_3$强烈耦合的MoTe $_2$，否则退化Kramers'谷，导致谷赝自旋纹理依赖于Néel矢量方向，堆叠几何形状，和外部场。在每个云纹超胞有一个空穴的情况下，我们预测该系统可以成为一个陈氏绝缘体，其拓扑结构可以通过外场来调节。
2023-03-14 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
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
Interlayer interactions in one-dimensional van der Waals moiré superlattices
形成内部和外部纳米管的层之间的不同原子配准可以形成一维（1D）范德华（vdW）莫尔超晶格。与二维vdW莫尔超晶格不同，一维vdW莫尔超晶格对一维莫尔超晶格中电子和光学性质的影响还没有得到很好的理解，并且它们经常被忽略。在这个角度来看，我们总结了新的实验观察和理论观点相关的层间相互作用的双壁碳纳米管（DWNTs），一个代表性的一维vdW莫尔系统。我们的讨论将集中在新的光学功能出现在DWNTs的层间电子相互作用。令人兴奋的相关物理和奇异的物质相预计存在于一维vdW莫尔超晶格中，类似于在二维vdW莫尔超晶格中发现的那些。我们进一步讨论了未来的方向，在探测和发现有趣的物理现象，在一维莫尔超晶格。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall
Dirac-Harper Theory for One Dimensional Moiré Superlattices
研究了双层超晶格的Dirac Harper模型，其中层反对称应变周期性地调制了一维蜂窝晶格之间的层间耦合。离散和连续的配方，这个模型进行了分析。对于足够长的莫尔周期，我们发现低能量谱，主机从一个层次的动量和位置相关的质量反转所产生的弱色散带的歧管。我们分析他们的电荷分布，模式计数和谷相干使用精确的对称性的晶格模型和近似对称性的四味版本的Jackiw-Rebbi一维解决方案。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-induced ferroelectricity in tetralayer graphene
本文在非对齐ABCB四层石墨烯中实验证实了由堆叠序诱导的固有铁电性，揭示了栅极驱动的ABCB与BCBA构型转变机制，为无莫尔超晶格的石墨烯非易失存储应用奠定基础。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall
Spatially mixed moiré excitons in two-dimensional van der Waals superlattices
莫尔超晶格为定制量子粒子之间的相互作用及其与电磁场的耦合提供了前所未有的机会。强超晶格势产生激子的莫尔迷你带-电子和空穴的结合对，它们位于单层（层内激子）或两个单独的层（层间激子）中。载流子的扭转角控制的层间杂化也可以混合两种类型的激子以组合两者的强度。在这里，我们报告了一个直接观察的空间混合莫尔激子的角度对准WSe2/WS2和MoSe2/WS2超晶格的光学反射光谱。在垂直电场作用下，WSe 2/WS2中强相互作用的层间和层内莫尔激子表现出能级反交叉和振子强度重新分布。我们还观察到掺杂相关的激子迷你带重整化和混合近半填充的第一电子迷你带的WS2。我们的发现对二维半导体中新兴的关联态，如激子凝聚和玻色-哈伯德模型，以及这些材料的光电应用具有重要意义。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Itinerant spin polaron and metallic ferromagnetism in semiconductor moiré superlattices
理论上预测半导体莫尔超晶格的莫特绝缘体在窄莫尔能带半填充上下掺杂时分别存在巡游自旋极化子与金属铁磁性，且自旋极化子可通过电荷隙随磁场依赖关系的扭折直接识别。
2023-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectric hysteresis in singly aligned graphene-hBN moiré superlattices
CIC nanoGUNE（纳米科技联合研究中心）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU（物质物理中心（CFM-MPC）CSIC-巴斯克大学联合中心）
通过霍尔测量和温度依赖性实验，证实单层石墨烯-六方氮化硼莫尔超晶格中存在铁电响应，并揭示其源于莫尔超晶格能带导致的异常电荷屏蔽，自发极化从2K持续至室温。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Symmetry breaking and anomalous conductivity in a double moiré superlattice
双莫尔超晶格可以通过堆叠三层原子级薄的二维材料来实现，这些材料具有设计者的层间扭曲或晶格失配。在这种新颖的结构中，组成层的原子重构可以在小扭转角下对晶格对称性和电子结构进行显著修改。在这里，我们采用导电原子力显微镜（cAFM）研究扭曲的三层石墨烯的对称性破缺和局部电学性质。我们观察到清晰的双莫尔超晶格，在整个样品上有两个不同的莫尔周期。在大莫尔条纹的邻近区域，电流呈现出两重或六重旋转对称性，表明超出刚性模型的精细对称性破缺。此外，在较大莫尔条纹的“A-A”堆叠位置处出现异常电流，这与先前对扭曲双层石墨烯的观察相反。这两种行为都可以通过原子重构来理解，并且我们还表明，扭曲石墨烯样品的cAFM信号由尖端石墨烯接触电阻主导，该接触电阻定性地映射了扭曲石墨烯和金属尖端的局部功函数。我们的研究结果揭示了cAFM是一种有效的探针，可以可视化的原子重构和对称性破缺的新的莫尔超晶格，这可能会提供新的见解，探索和操纵更多的奇异量子态基于扭曲的范德华异质结构。
2022-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous Symmetry Breaking of Cavity Vacuum and Emergent Gyrotropic Effects in Embedded moiré Superlattices
New Cornerstone Science Lab, Department of Physics, The University of Hong Kong（香港大学新Cornerstone科学实验室物理系）；HK Institute of Quantum Science & Technology, University of Hong Kong（香港大学香港量子科学与技术研究所）；Institute of Applied Physics and Materials Engineering, University of Macau（澳门大学应用物理与材料工程研究所）
研究通过超强耦合微电子系统与腔体谐振器真空，揭示了嵌入莫尔超晶格中旋向效应的自发对称破缺及其调控机制。
2025-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generic continuum model formalism for moiré superlattice systems
本文提出了一种构建通用莫尔超晶格连续模型的形式化理论，通过区分内禀电子性质与晶格弛豫的外部输入，利用单一参数集结合第一性原理计算，实现了对扭曲双层 MoTe$_{2}$ 在不同扭曲角下电子性质的准确描述与稳健外推。
2025-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunnel junctions with moiré superlattice as barrier
近年来，莫尔超晶格由于其独特的莫特绝缘体和非常规超导性而引起了人们的广泛关注。这些现象与层间耦合的物理机制密切相关。然而，迄今为止，还没有一个理论能够完全解释莫尔超晶格层间电导的实验结果。为了解决这一问题，应充分考虑莫尔超晶格的本质特征--周期的叠加性和相应的相干性。因此，引入光学方法研究云纹超晶格是十分必要的。在这里，我们发展了一个理论的莫尔超晶格，这是建立在传统的光学散射理论。该理论可以用统一的机理解释实验中观察到的层间电导的峰值和不断下降的本底。结果表明，层间电导的下降背景是由于界面势的增加，而峰值的产生是由于界面势的散射共振。本文的工作对于理解叠栅超晶格的层间耦合具有重要意义，并为叠栅超晶格的应用提供了坚实的理论基础。
2021-03-07 cond-mat.mes-hall
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
Degradation of phonons in disordered moiré superlattices
莫尔超晶格的弹性集体模式不是由刚性晶体的振动产生的，而是由组成层之间的相对位移产生的。尽管它们与声学声子相似，但这些称为相位子的模式不受任何守恒定律的保护。在这里，我们表明，在层之间的相对取向和热波动与它们的滑动运动的无序降低了在莫尔超晶格中的声音的传播。具体而言，相位子模式在低能量下变得过阻尼，并获得有限的间隙，这显示出对扭转角方差的普遍依赖性。因此，扭转角的不均匀性不仅表现在莫尔系统的非相互作用电子结构中，而且表现在它们的类声子模式中。更广泛地说，我们的研究结果有重要的影响扭曲莫尔系统的电子特性是敏感的电子-声子耦合。
2021-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.str-el
Chiral Phonons in Moiré Superlattices
我们在莫尔超晶格的最低能带发现了手征声子。我们发现的莫尔手征声子是堆积畴的集体激发。它们的起源是唯一归因于堆叠配置的层间结合能打破了$C_{2z}$对称性的莫尔长度尺度。在弹性理论中，我们使用一般的对称性分析，以提供一个完整的分类的范德瓦尔斯异质结构在托管莫尔手征声子，并显示计算扭曲的MoS $_2$作为一个例子。我们提出了一个低能量有效的模型来定性地理解莫尔手征声子，并表明它捕获的基本物理非常好。我们的结果可能开辟了新的可能性，在声子双电子学的莫尔手征声子具有高的可调谐性，莫尔尺度波长，激发能只有几meV，并可能被机械激发。
2021-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Switchable moiré potentials in ferroelectric WTe2/WSe2 superlattices
莫尔材料，具有原子长度尺度的许多倍的超晶格周期性，使得研究具有前所未有的可调谐性的强电子相关性和能带拓扑成为可能。然而，到目前为止，还没有实现可以允许超晶格效应的按需切换的莫尔电位的非易失性控制。在这里，我们证明了相关和莫尔带绝缘状态的开关和相关的非线性异常霍尔效应的铁电效应。这是实现在一个铁电WTe 2双层的Td结构与一个中心矩形莫尔超晶格的H结构的WSe 2单层界面诱导。结果可以理解为两个WTe 2单层之间的极化相关电荷转移，这两个单层具有非常不同的莫尔电位深度;铁电开关因此打开/关闭超晶格。我们的研究表明，通过将固有的波纹破坏顺序，创造新的功能莫尔材料的潜力。
2022-09-13 cond-mat.mes-hall
Pressure engineering of the excitonic moiré-potential landscape and exciton-charge interplay in semiconductor moiré superlattices
Zhejiang University（浙江大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
本研究结合金刚石对顶砧压力腔与双栅WSe₂/WS₂扭转双层，通过低温光谱学发现静水压可调控半导体莫尔超晶格的激子莫尔势场及激子-电荷相互作用，为调控莫尔材料的玻色准粒子与玻色-费米相互作用提供了新手段。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dielectric catastrophe at the Mott and Wigner transitions in a moiré superlattice
电子关联驱动的金属-绝缘体相变是凝聚态物理中的一个基本而又具有挑战性的问题。特别是，这种过渡是否可以持续仍然是开放的。带宽连续可调的半导体莫尔材料的出现为研究相互作用驱动的MIT提供了一个理想的平台。虽然最近已经报道了在莫尔超晶格的固定全电子填充下的带宽调谐MIT，但在分数填充下，涉及底层超晶格的平移对称性破缺，仍然难以捉摸。在这里，我们展示了带宽调谐MITs在MoSe 2/WS 2莫尔超晶格在整数和分数填充使用激子传感技术。带宽由面外电场控制。的介电响应的光学探测与远程WSe 2传感器层中的2s激子。激子光谱的重量是可以忽略不计的金属状态，符合一个大的负介电常数。当从绝缘侧接近过渡时，它连续消失，对应于发散的介电常数或“介电灾难”。我们的研究结果支持连续相互作用驱动的MITs在一个二维的三角形晶格和刺激未来的探索奇异的量子相，如量子自旋液体，在其附近。
2022-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Topological mosaic in Moiré superlattices of van der Waals heterobilayers
由二维原子晶体形成的范德华（vdW）异质结构为设计凝聚态系统提供了一种强有力的方法。具有小扭曲和/或晶格失配的不相称异质双层导致了有趣的莫尔超晶格概念，其中原子登记在局部与相称双层无法区分，但在长范围内具有局部到局部的变化。在这里，我们表明，这样的莫尔超晶格可以导致周期性调制的局部拓扑秩序的vdW异质双层形成的两个大质量狄拉克材料。通过调整的vdW异质结从正常的倒置II型制度，通过层间偏置，相称的异质双层可以成为一个拓扑绝缘体（TI），这取决于层间杂化控制的原子注册之间的vdW层。这导致在Moiré超晶格中TI区域和正常绝缘体（NI）区域的镶嵌图案，其中拓扑保护的螺旋模式存在于TI/NI相边界处。利用基于对称性的k.p模型和紧束缚模型，我们预测这种拓扑现象可以存在于倒置的过渡金属二硫属化合物异质双层膜中。我们的工作点，以实现可编程和电气开关的拓扑超结构从二维阵列的TI纳米点的一维阵列的TI纳米条纹的新手段。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moire superlattice effects in graphene/boron-nitride van der Waals heterostructures
石墨烯和六方氮化硼的范德华异质结构的特征在于石墨烯的狄拉克电子的莫尔超晶格。在这里，我们回顾了这种超晶格所产生的影响，包括一个特定的迷你带结构，具有间隙和二级狄拉克点，和分形谱的磁迷你带被称为霍夫施塔特的蝴蝶。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall
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
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
Observation of Moiré Excitons in WSe2/WS2 Heterostructure Superlattices
莫尔超晶格提供了一个强大的工具，工程师在二维（2D）异质结构，其中原子薄层之间的相互作用定性地改变超晶格的电子能带结构的新的量子现象。例如，迷你狄拉克点，可调莫特绝缘体状态，和霍夫斯塔德蝴蝶可以出现在不同类型的石墨烯/氮化硼莫尔超晶格中，而相关的绝缘状态和超导性已经在扭曲的双层石墨烯莫尔超晶格中报道。除了对单粒子态的显著影响外，最近预测莫尔超晶格还具有新颖的激发态，如莫尔激子带。在这里，我们报告的莫尔超晶格激子状态的第一次观察近对齐WSe 2/WS 2异质结构。这些莫尔激子态在吸收光谱中表现为围绕原始WSe 2 A激子共振的多个出射峰，并且它们表现出与WSe 2单层和大扭曲角WSe 2/WS 2异质结构中的A激子明显不同的栅极依赖性。所观察到的现象可以用一个理论模型来描述，其中周期性莫尔势比激子动能强得多，并产生多个平坦的激子微带。莫尔激子带为探索和控制过渡金属二硫属化物中的拓扑激子和关联激子哈伯德模型等新的物质激发态提供了一个有吸引力的平台。
2018-12-24 cond-mat.mes-hall
Strain Correlated Linearly Polarized Photoluminescence in WS2/WSe2 Moiré Superlattices
National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Hokkaido University（北海道大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）
研究通过极化分辨光致发光和拉曼映射揭示了莫尔激子中线极化度与局部拉曼位移和莫尔-激子特征相关，证明应变是主导因素，理论分析表明应变放大了莫尔势中的C3对称性破坏，从而产生有限的远场线极化度。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Conductivity Imaging of Correlated Electronic States in WSe2/WS2 Moiré Superlattices
我们报道了利用微波阻抗显微镜对角取向WSe 2/WS 2异质结构中相关电子态的纳米电导成像。非接触式微波探头使我们能够观察到莫特绝缘状态与一个孔每个莫尔单位细胞，持续温度高达150 K，与其他表征技术一致。此外，我们确定第一次莫特绝缘状态在一个电子每个莫尔晶胞。在异质双层区域中直接可视化了相关态的明显不均匀性，这表明莫尔超晶格势或静电掺杂中存在局部紊乱。我们的工作提供了重要的见解二维莫尔系统下降到微观水平。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Seeing moiré superlattices
由于原子结构和电子关联的相互作用，在范德华异质结构中的莫尔超晶格中出现了许多电子现象。由于缺乏一种简单的方法来表征莫尔超晶格，阻碍了该领域的进展。在这项工作中，我们概述了一个简单的，室温下，环境的方法来可视化真实空间莫尔超晶格与子5 nm的空间分辨率在各种扭曲的vdW异质结构，包括但不限于导电石墨烯，绝缘氮化硼和半导体过渡金属二硫属化物。我们的方法利用piezoresponse力显微镜，原子力显微镜模态，局部测量机电表面变形。我们发现，所有的莫尔超晶格，无论是否组成层具有反转对称性，表现出机械响应面外电场。该响应与挠曲电性紧密相关，其中电极化的强度和机电响应通过存在于莫尔超晶格内的应变梯度而引起。因此，二维材料的莫尔超晶格代表了非极性背景矩阵中极化畴壁的互连网络。
2019-12-16 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
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
Fabry-Pérot resonances in a graphene/hBN Moiré superlattice
虽然Fabry-Pérot共振和Moiré超晶格在六方氮化硼（hBN）上的石墨烯中得到了深入研究，但这两种效应尚未讨论它们的共存。在这里，我们研究的FP振荡的弹道pnp结的存在和不存在的莫尔超晶格。首先，我们解决的FP共振的可见性上的约束势的平滑度的效果，并仔细映射的FP腔的大小的演变作为密度的函数，在没有超晶格的情况下，腔的内部和外部的腔，当腔是由定期pn结绑定。使用具有莫尔超晶格的样品，我们接下来表明FP腔也可以由模拟pn结的界面形成，但由于超晶格而通过卫星狄拉克点定义。我们仔细分析了FP共振，这可以提供洞察由于超晶格的带重建。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Unveiling the Miniband Structure of Graphene Moiré Superlattices via Gate-dependent Terahertz Photocurrent Spectroscopy
本文提出栅极依赖太赫兹光电流谱技术，探测石墨烯莫尔超晶格微带结构中的避免带交叉和微小能隙，并揭示非共振增强响应与体光电流机制，为低噪声太赫兹探测提供新平台。
2025-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic and valleytronic signatures of correlated states at fractional fillings of a moiré superlattice
莫尔超晶格是实现强关联量子现象的极好平台，例如Mott绝缘和超导。特别是，最近的研究揭示了条纹相和广义维格纳晶体在摩尔超晶格的分数填充。但是这些实验并没有关注电子结晶对超晶格的激子和谷电子性质的影响。在这里，我们报告激子和valleyelectronic签名的相关状态在分数填充的WSe $_2$ /WS $_2$莫尔超晶格。在填充因子$ν$ = 1/3和2/3时，我们观察到三个层内莫尔激子的反射光谱调制。我们还观察到在大约十几个分数填充因子下的层间三价离子的发光光谱调制，包括$ν$ = -3/2，1/4，1/3，2/5，2/3，6/7，5/3。此外，在某些填充分数下，层间trions的谷极化被显著抑制。这些结果表明，一个新的制度的光-物质相互作用，其中电子结晶显着调制的吸收，发射，和谷动态的激子态的莫尔超晶格。
2020-11-27 cond-mat.mes-hall
A Numerical Perspective on Moiré Superlattices: From Single-Particle Properties to Many-Body Physics
本文提出了一种研究莫尔超晶格中强相关和拓扑相的理论工作流程，结合多种数值方法，揭示了单粒子性质到多体物理的关联。
2025-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
One-Dimensional Electronic States in a Moiré Superlattice of Twisted Bilayer WTe2
Osaka University（大阪大学）；Kyushu University（九州大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Stony Brook University（石溪大学）；Japan Advanced Institute of Science and Technology（日本科学技术高级学院）
研究通过密度泛函理论和显微镜分析，揭示了双层扭曲WTe₂中莫尔超晶格一维电子态的形成机制，证实晶格弛豫主导了电子态的产生。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized transport properties in magnetic moiré superlattices
本研究通过CrI_3/BAs莫尔超晶格中的磁邻近效应实现自旋极化输运，在小扭转角下获得自旋分辨微带及100%净自旋极化，并可用垂直电场调控，为磁性莫尔超晶格的自旋功能应用提供途径。
2023-12-14 cond-mat.mes-hall
Large-scale mapping of moiré superlattices by Raman imaging of interlayer breathing mode and moiré phonons
莫尔超晶格可以在扭曲的范德华材料中诱导相关电子相。强关联的量子现象出现，如超导性和莫特绝缘态。然而，通过人工堆叠产生的莫尔超晶格可能非常不均匀，这阻碍了莫尔周期与新兴的电学和光学性质之间的明确相关性的发展。在这里，我们证明了在扭曲双层过渡金属二硫属化物，低频拉曼散射不仅可以用来检测原子的重建，但也映射出的莫尔晶格在大面积的不均匀性。该方法是建立在发现层间呼吸模式和莫尔声子都对莫尔周期非常敏感并提供特征指纹的基础上的。我们可视化微观域的有效扭转角分辨率为~0.1°。这种环境非侵入性方法可以方便地实施，以表征和预选样品的高质量区域，用于后续的器件制造，以及用于运输和光学实验。
2020-12-26 cond-mat.mes-hall
Imaging local discharge cascades for correlated electrons in WS2/WSe2 moiré superlattices
过渡金属二硫属化物（TMD）云纹异质结构为探索扩展的Hubbard模型1提供了一个理想的平台，其中长程库仑相互作用在确定强关联电子态中起着关键作用。这导致了实验观察莫特绝缘体状态在半填充2 -4以及各种扩展维格纳晶体状态在不同的分数fillings 5 -9。然而，对这些新兴量子相的微观理解仍然缺乏。在这里，我们描述了一种新的扫描隧道显微镜（STM）技术的局部传感和操纵的相关电子在一个门控WS 2/WSe 2莫尔超晶格，使实验提取的基本扩展哈伯德模型参数。我们证明，可以通过它们对STM隧穿电流的影响来成像局部莫尔站点的电荷状态，类似于单电子晶体管中的电荷传感机制。除了成像，我们还能够操纵相关电子的电荷状态。在莫尔超晶格中的相关电子的放电级联局部诱导的斜坡的STM偏置，从而使最近邻库仑相互作用（UNN）的估计。莫尔电子电荷状态的2D映射也使我们能够确定不同莫尔站点的现场能量波动。我们的技术应该是广泛适用于许多半导体莫尔系统，提供了一个强大的新工具，微观表征和控制的强关联态莫尔超晶格。
2021-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum anomalous Hall crystal at fractional filling of moiré superlattices
本研究预测分数填充莫尔超晶格中存在铁磁、电荷有序与拓扑交织的量子反常霍尔晶态，其量子化整数霍尔电导异于常规预期，且tMoTe₂双层在大扭转角半填充时该相稳定。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Exciton-polarons in the presence of strongly correlated electronic states in a MoSe$_2$/WSe$_2$ moiré superlattice
二维莫尔材料为研究强关联电子态提供了一个高度可调的平台。这种涌现的多体现象可以在叠置两层过渡金属二硫族化物半导体的莫尔系统中进行光学探测：光学注入的激子可以与占据窄莫尔带的巡回载流子相互作用，形成对强相关敏感的激子-极化子。在这里，我们调查的费米海局部化的云纹超晶格的二硒化钼（MoSe $_2$）/二硒化钨（WSe $_2$）扭曲异质双层修饰的激子的行为。在莫尔晶格的大量分数填充中，我们观察到电子和空穴有序地进入稳定的相关电子态。磁光测量揭示了非凡的塞曼分裂的激子极化子由于交换相互作用的相关孔阶段，与最大值接近的相关状态在一个孔每个网站。塞曼分裂的温度依赖性揭示了反铁磁有序的相关孔在很宽的范围内的分数填充。我们的结果说明了激子极化子在强关联电子态存在下的性质，揭示了MoSe $_2$ /WSe $_2$平台在研究费米-哈伯德和玻色-哈伯德物理方面的巨大潜力.
2022-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Absorption and Emission from Wannier-Stark Spectra of Moiré Superlattices
本研究基于非阿贝尔Berry联络理论探究二维莫尔超晶格Wannier-Stark谱的量子几何特征，提出用THz光谱探测带间杂化能隙，发现中等电场下受激发射可主导吸收，为莫尔材料中实现激光提供可能。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré phonons in graphene/hexagonal boron nitride moiré superlattice
采用连续介质模型对石墨烯/六方氮化硼莫尔超晶格的面内声学声子进行了理论研究。我们证明了各层的原始声子带被强烈杂化并重构为由色散带和平坦带组成的莫尔声子带。声子能带结构可以有效地描述了一个弹簧-质量网络模型来模拟莫尔畴壁的运动，其中的平带模式被解释为独立的，解耦的字符串的振动。我们还发现，由于hBN的反转对称性破缺，莫尔声子具有角动量，高振幅集中在窄隙区附近。最后，我们将同样的方法应用于扭曲双层石墨烯，我们发现G/hBN和TBG中平带模式的起源之间存在显着差异，反映了不同的几何结构域图案。
2023-03-02 cond-mat.mes-hall
Multiple Hot-Carrier Collection in Photo-Excited Graphene Moire Superlattices
在传统的光收集装置中，单个光子的吸收仅激发一个电子，这设定了功率转换效率的标准极限，例如肖克利-奎塞尔极限。原则上，每个吸收的光子产生和利用多个载流子可以提高效率并可能克服这个限制。在这里，我们报告了石墨烯-氮化硼莫尔超晶格结构中的多个热载流子收集的观察。利用石墨烯光能斯特效应实现了0.3安培/瓦的创纪录高零偏压光响应率，相当于超过50%的外量子效率，这表明每个吸收光子至少收集5个载流子。我们揭示了这种效应是由于低能Van Hove奇点处Lifshtiz跃迁增强了能斯特系数引起的，这是由于莫尔能带的形成而产生的一种新现象。我们的观察指出了一种基于范德华异质结构的极其有效和灵活的光电子学的新方法。
2016-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional moiré superlattices and flat bands in collapsed chiral carbon nanotubes
我们证明，一维莫尔图案，类似于那些发现在扭曲的双层石墨烯，可以出现在塌陷的手性碳纳米管。借助于结合的方法，即分子动力学，以获得松弛的几何结构和紧束缚计算验证对从头计算模型，我们发现，魔角物理发生在塌陷的碳纳米管。速度降低，平坦的频带和本地化的AA地区与减少莫尔角被揭示，显示一个魔术角接近1 $^{\rm o}$。从AA区域的空间延伸和平带的宽度，我们估计，在这些系统中的多体相互作用比在扭曲的双层石墨烯更强。手性塌陷碳纳米管作为扭曲双层石墨烯的一维类似物，在探索低维多体效应和超导性方面具有很好的前景。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Commensurate moiré superlattices in anisotropically strained twisted bilayer graphene
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究学院加尔各答分校）
研究各向异性应变如何重构扭曲双层石墨烯中的协调莫尔超晶格和电子结构，揭示应变对低能带结构的影响及不同几何模式的电子磁响应差异。
2026-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Macroscopic uniform 2D moiré superlattices with controllable angles
本文提出一种高产量、近100%良率的vdW莫尔结构制备策略，可实现厘米级、角度精确可控且热稳定的均匀二维莫尔超晶格，并支持LEED与ARPES表征。
2024-07-02 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
Luminescence anomaly of dipolar valley excitons in homobilayer semiconductor moiré superlattices
在扭曲的同质双层过渡金属二硫属化物中，层内和层间谷激子与在莫尔条纹中空间变化的层配置杂交。基态谷激子被捕获在具有相反电偶极子的两个高对称点处的莫尔超晶胞中，形成最近邻偶极吸引的蜂窝超晶格。我们发现，层配置的空间纹理的结果在莫尔陷阱激子的发光异常，其中微小的位移的相互作用显着增加亮度和改变偏振从圆形到线性。在完全填充时，辐射复合主要发生在激子超晶格的边缘和空位处。这种异常也表现在小星系团的级联发射中，产生了偏振纠缠光子链。层间偏置可以将超晶格转换为仅具有排斥相互作用的单轨道三角晶格，其中发光异常可以用来区分分数填充时的有序状态和畴边界。
2021-04-16 cond-mat.mes-hall
Strong interlayer coupling and stable topological flat bands in twisted bilayer photonic Moire superlattices
本研究提出基于介质谐振器准原子的光子莫尔超晶格，实现大扭转角下具非平凡拓扑的强耦合平带，验证了对称保护的边缘及角拓扑模式，拓展了光子莫尔体系的拓扑相研究范围。
2023-05-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
