Continuum model study of optical absorption by hybridized moiré excitons in transition metal dichalcogenide heterobilayers
提出研究过渡金属硫族化物异质双层杂化莫尔激子的连续介质模型，利用变分法求解激子波函数并计算光学吸收谱，模拟结果与实验观测相符。
2023-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré-Driven Interfacial Thermal Transport in Twisted Transition Metal Dichalcogenides
Wuhan University（武汉大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
研究揭示了扭角对双转金属二硫化物界面热输运的影响，提出理论模型显示热导率与扭角呈指数关系，为热管理优化提供新思路。
2025-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kolmogorov-Crespi Potential For Multilayer Transition Metal Dichalcogenides: Capturing Structural Transformations In Moiré Superlattices
本文建立了层间Kolmogorov-Crespi（KC）势参数，研究了四种过渡金属二硫属化合物（TMD）：MoS $_2$，WS $_2$，MoSe $_2$和WSe $_2$的结构特征.我们还提出了一个混合规则，以扩大其异质结构的参数。最近的研究表明，双层扭曲微结构的莫尔超晶格在靠近价带边缘处存在剪切孤子、拓扑点缺陷和超平带。在DFT水平上进行结构弛豫是研究这些系统的主要瓶颈。我们表明，参数化KC势可以用来获得原子弛豫与DFT弛豫很好的协议。此外，使用DFT和所提出的力场松弛的莫尔超晶格产生非常相似的电子能带结构。
2019-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Moire-Engineered Excitonic Landscape and Phonon-Mediated Recombination in Twisted WSe2 Bilayers
Indian Institute of Technology Mandi（印度技术学院曼迪分校）；CSIR-National Physical Laboratory（印度科学工业研究理事会国家物理实验室）；Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR)（科学与创新研究学院）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；National Institute of Material Science（国家物质科学研究所）
通过扭曲双层二硒化钨的莫尔超晶格，实验观察到强层间激子发射和声子辅助复合，并发现扭曲抑制了缺陷束缚激子，为调控过渡金属二硫族化物中的激子-声子相互作用提供了新途径。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accurate force-field methodology capturing atomic reconstructions in transition metal dichalcogenide moiré systems
提出一种结合 Stillinger-Weber 与 Kolmogorov-Crespi 势的广义力场方法，可精确弛豫大型 TMD 莫尔双层，并提取层间莫尔势、结合能及小扭转角原子重构。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric Quantum Point Contact in Twisted Transition Metal Dichalcogenides
University of Minnesota（明尼苏达大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究通过量子点接触探测单个铁电莫尔域，揭示其铁电行为与动态，为可调铁电量子器件发展奠定基础。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reconstruction of moiré lattices in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
理解莫尔晶格的奇异电子、振动和光学性质的一个重要步骤是包括非松弛莫尔晶格的结构松弛效应。在这里，我们提出了新的结构扭曲双层过渡金属二硫属化物（TMD）。对于$θ\gtrsim 58.4^{\circ}$，我们显示了一个戏剧性的莫尔晶格重建，导致三聚的不利堆叠。我们表明，由于堆叠能量景观的三重对称性的弯曲畴壁的发展是负责这样的晶格重构。此外，我们表明，晶格重构显着改变的电子能带结构。这包括在导带和价带的边缘附近出现平带，特别是价带最大值对应于由三聚体包围的局域态。我们还发现了其他复杂的，熵稳定，晶格重构结构的可能性。
2021-02-18 cond-mat.mtrl-sci
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
Atomic reconstruction and moiré patterns in transition metal dichalcogenide van der Waals heterostructures
范德华层状材料，如过渡金属二硫属化物（TMD），是一类令人兴奋的材料，具有弱层间键合，使人们能够创建范德华异质结构（vdWH）。最近的工作表明，控制层之间的扭转角可以对vdWH特性产生显著影响。对于TMD vdWH，扭转角仅通过使用刚性晶格莫尔图案来处理。迄今为止，实验上还没有报道过原子重构，即单个层内原子的任何重排。在这里，我们证明了扭转角小于1°的MoSe 2/WSe 2和MoS 2/WS 2的vdWH经历了显著的原子级重构，导致由窄畴壁划分的离散相称畴，而不是如先前工作中假设的平滑变化的刚性晶格莫尔图案。使用导电原子力显微镜（CAFM），我们表明，两个TMD晶体的堆叠方向对原子重构有着深远的影响，与最近的石墨烯/石墨烯和MoS 2/MoS 2结构的理论工作和石墨烯双层和hBN/graphene vdWH的实验工作一致。透射电子显微镜（TEM）提供了MoSe 2/WSe 2结构中原子重构的额外证据，并展示了大角度刚性晶格莫尔图案和小角度原子重构之间的过渡。我们用密度泛函理论计算了相应重构畴的能带结构，发现相对电子带边的调制与CAFM结果和重构vdWH的光致发光光谱一致. TMD异质结构中原子重构的存在以及所观察到的对纳米尺度电子性质的影响为这类重要的异质结构的行为提供了基本的见解。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultraflat bands and shear solitons in Moiré patterns of twisted bilayer transition metal dichalcogenides
二维材料的扭曲双层中的超平带具有很强的相关性，包括带的半填充处的莫特绝缘相。使用第一性原理密度泛函理论计算，我们显示了在扭曲双层MoS $_2$，一个典型的过渡金属二硫属化物的价带边缘的超平带的出现。对于56.5 $^\circ$和3.5 $^\circ$扭转角，计算的带宽分别为5 meV和23 meV，与“魔”角附近的扭转双层石墨烯的带宽相当。莫尔条纹中的大的结构变化导致在堆叠边界处形成剪切孤子，并且强烈地影响电子结构。我们扩展了我们对扭曲双层MoS $_2$的分析，表明在扭曲双层WS $_2$，MoSe $_2$和WSe $_2$的价带边缘也可以出现平带。
2018-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Rotational and Dilational Reconstruction in Transition Metal Dichalcogenide Moiré Bilayers
本研究通过干涉四维扫描透射电子显微镜定量揭示了TMD莫尔双层中旋转与膨胀两种重构机制，并发现封装和异质应变可调控重构应变，为理解二维莫尔电子结构提供了新途径。
2023-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Kanamori-Moiré-Hubbard model for transition metal dichalcogenide homobilayers
本研究针对Γ谷过渡金属二硫化物同质双层体系，通过万尼尔化推导得到更普适的Kanamori-Moiré-Hubbard模型，结合数值方法研究半填充莫尔能带，预测了反铁磁态、S=1铁磁绝缘体等多种物态，为后续实验验证提供理论依据。
2023-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magic in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
具有扭曲二维结构的长波长莫尔超晶格已经成为强关联电子物理研究的一个高度可调的平台。本文采用第一性原理密度泛函理论、连续介质模型和Hartree-Fock近似相结合的方法，研究了扭曲过渡金属双硫族化合物均质膜中的莫尔带，重点研究了WSe $_2$在小扭曲角下的莫尔带.我们揭示了丰富的物理在小扭曲角$θ<4^\circ$，并确定一个特定的魔角，在该顶部价莫尔带实现几乎完美的平坦度。在这个魔角附近，我们预测实现了一个广义的凯恩-梅勒模型的拓扑平带，相互作用驱动的Haldom绝缘体，和莫特绝缘体在每个莫尔晶胞填充一个孔。平坦色散和魔角附近Berry曲率的均匀性的结合为在分数填充下实现分数量子反常霍尔效应提供了希望。我们还确定了扭转角有利于量子自旋霍尔绝缘体和相互作用诱导的量子反常霍尔绝缘体在其他整数填充。
2021-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Imaging lattice reconstruction in homobilayers and heterobilayers of transition metal dichalcogenides
该研究将扫描电子显微镜中的二次电子成像技术用于可视化过渡金属硫族化物垂直双层中的特定堆叠对齐畴，识别了WSe$_2$同质双层和MoSe$_2$-WSe$_2$异质双层的不同晶体实现，并证明了堆叠组装双层中普遍存在的晶格重构，为范德华扭曲电子学提供了新手段。
2023-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic localization and optical activity of strain-engineered transition-metal dichalcogenide nanobubbles
Institute of Physics, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学物理研究所）；Friedrich-Schiller Universität Jena, Institute for Condensed Matter Theory and Optics（耶拿弗里德里希·席勒大学凝聚态理论与光学研究所）；Center for Nanoscale Dynamics (CeNaD), Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学纳米动力学中心）
本研究通过从头计算揭示了应变工程过渡金属二硫化物纳米气泡的电子局域和光学活性特性，发现顶点局域价态跃迁主要为暗态，为量子材料优化提供了设计规则。
2026-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doping a Wigner-Mott insulator: Exotic charge orders in transition-metal dichalcogenide moiré heterobilayers
本文研究过渡金属二硫化物莫尔异质双层中偏离公度填充时的电子相，提出掺杂Wigner-Mott电荷转移绝缘体与可导电的“电子泥浆”两类竞争相，并指出空间极不均匀的局域态密度是识别电子泥浆的关键特征。
2023-12-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamic Moiré Potentials and Robust Wigner Crystallization in Large-Scale Twisted Transition Metal Dichalcogenides
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, and Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家物理科学（微观）研究中心和合肥国家实验室）；Graduate School of Science and Technology, Keio University（庆应义塾大学理工学部研究生院）；Keio University Sustainable Quantum Artificial Intelligence Center (KSQAIC), Keio University（庆应义塾大学可持续量子人工智能中心）；State Key Laboratory of Precision and Intelligent Chemistry, Department of Chemical Physics, and Anhui Center for Applied Mathematics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学精密与智能化学国家重点实验室、化学物理系和安徽应用数学中心）
研究通过机器学习方法结合第一性原理计算，揭示了低温度晶格振动对莫尔势井深度和电子局域态形成的影响，发现威格纳晶格化和kagomé态的鲁棒性。
2026-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Origin and Evolution of Ultraflatbands in Twisted Bilayer Transition Metal Dichalcogenides: Realization of Triangular Quantum Dot Array
使用多尺度计算方法，我们探索超平带的起源和演变的莫尔超晶格的扭曲双层MoS $_2$，一个典型的过渡金属二硫属化物。与扭曲双层石墨烯不同，我们在扭曲双层MoS $_2$中没有发现形成平带的独特魔角。对于接近0 $^\circ$的扭转角（$θ$），在价带边缘处形成超平带;对于接近60 $^\circ$的扭转角（$θ$），在价带和导带边缘处形成超平带，并且超平带具有不同的起源。对于接近0 $^\circ$的$ θ$，重构莫尔超晶格中的非均匀杂化足以解释平带的形成。另外，对于接近60 $^\circ$的$θ$，局部应变导致调制三角势阱的形成，使得电子和空穴在空间上分离。这导致了多个能量分离的超平带在带边缘非常类似于一个量子粒子的本征函数在一个等边三角形井。因此，扭曲双层过渡金属二硫属化物是实现有序量子点阵列的合适候选者。
2020-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of the energy competition between Γand K valleys in bilayer transition metal dichalcogenides
通过从头计算研究双层过渡金属二硫化物中Γ谷和K谷的能量竞争，揭示层间距离和d轨道相关性对莫尔子带物理的影响。
2023-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Commensurate structures in twisted transition metal dichalcogenide heterobilayers
研究扭曲过渡金属二硫属化物（TMD）双层的一个主要理论挑战是，这种结构的晶胞非常大，因此难以使用第一原理方法解决。然而，扭曲的TMD双层形成莫尔图案，其由相称堆叠的区域组成，或者平滑地插入彼此中，或者由尖锐的畴壁分离。本文通过研究组分公度结构的性质来研究扭曲TMD双层膜。使用密度泛函理论（DFT），我们计算的能带结构的moS $_2$ /WS $_2$和MoSe $_2$ /WSe $_2$双层在$0^\circ$和$60^\circ$方向，我们强调在能带结构的变化在不同的相称的几何形状。这些能带结构变化由不同的因素引起，例如层之间的金属原子不对称性（Mo与W）、层间杂化的差异和布里渊区对准。我们评论的后果，这种能带结构的差异，光学实验和应变的影响上的莫尔图案的电子结构。
2019-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Magnetization of Correlated States in Twisted Bilayer Transition Metal Dichalcogenides
University of Washington（华盛顿大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
研究双层过渡金属二硫化物中相关态的轨道磁化，通过扩展现代轨道磁化理论，结合Hartree-Fock态，揭示轨道磁化与扭曲角的非单调依赖关系。
2026-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultra-Strong Spin-Orbit Coupling and Topological Moiré Engineering in Twisted ZrS2 Bilayers
我们预测，扭曲双层的1 T-ZrS $_2$实现了一个新的和可调的平台，工程师的二维拓扑量子相位占主导地位的强自旋轨道相互作用。在小扭转角下，ZrS $_2$异质结构产生了一个涌现的和扭转控制的莫尔Kagomé晶格，结合几何挫折和强自旋轨道耦合，产生了一个具有高度可控和几乎无色散带的莫尔量子自旋霍尔绝缘体。基于$Γ$处1 T结构的价带顶的双组分性质，我们设计了一个IV族过渡金属二硫属化物的通用赝自旋理论，并研究了强库仑排斥在拓扑莫尔Kagomé带的分数填充处产生的强量子反常Hall相以及可能的分数Chern绝缘态的出现.我们的研究结果建立了IV族过渡金属双硫族化合物双层膜作为一种新的莫尔平台，实现强相关的拓扑相位在扭曲可调设置。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multi Moire Networks in Engineered Lateral Hetero-Bilayers: Programmable Phononic Reconfiguration and Second Harmonic Generation
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Universidade Federal de Minas Gerais（米纳斯吉拉斯联邦大学）；Aarhus University（奥胡斯大学）；Indian Institute of Technology Goa（印度理工学院果阿分校）；Indian Institute of Science Education and Research Tirupati（蒂鲁帕蒂科学教育研究所）；KIIT Deemed to be University（KIIT认定大学）
研究通过垂直堆叠CVD生长的单层横向异质结构构建可扩展多莫尔网络，利用两种晶格弛豫模式调控声子等，借助微角分辨光电子能谱等手段研究相关特性，实现二次谐波调制，为光应变电子学等提供可编程平台。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Twistronics of Janus transition metal dichalcogenide bilayers
二维材料的扭曲多层膜是研究物质量子相，特别是强关联电子的重要平台。由层间相对扭曲引入的莫尔图案产生长波长的有效电势，导致电子局域化。然而，与丰富的2D材料相反，迄今为止很少有扭曲异质结构被研究。在这里，我们发展了第一原理连续介质理论来研究扭曲Janus过渡金属二硫属化物（TMD）同质和异质双层膜的莫尔条纹引入的电子带。该模型包括晶格弛豫，堆叠相关的有效质量，和Rashba自旋轨道耦合。然后，我们进行了高通量的生成和表征DFT提取的连续模型的材料和堆叠的一百多种可能的组合。我们的模型预测，莫尔物理和涌现对称性取决于化学成分，垂直层方向，和扭曲角，使迷你带波函数可以形成三角形，蜂窝状，和Kagome网络。这些系统特有的Rashba自旋轨道效应可以在小角度处支配莫尔带宽。我们的工作使详细调查的Janus扭曲异质结构，允许发现和控制新的电子现象。
2022-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exciton fine structure in twisted transition metal dichalcogenide heterostructures
过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构的莫尔超晶格中存在丰富的激子现象，这些现象与层间扭曲角和所涉及的量子态的诱导变化有关。这种系统中激子的理论计算通常基于模型莫尔势以减轻计算成本。然而，从头开始理解的电子-空穴耦合主导的激发是至关重要的，以实现扭曲诱导的光学选择规则的修改。本文利用多体微扰理论计算和分析了扭曲TMD异质结构中扭曲角与激子性质的关系。我们提出了一个一般的方法来展开激子态从莫尔布里渊区到布里渊区的分离层。将该方法应用于扭曲的MoS $_2$ /MoSe $_2$双层膜，发现其光激发谱主要由单层膜中不同动量的电子和空穴之间的混合跃迁所控制，导致层间和层内激子之间的非预期的和角度相关的杂化.我们的研究结果提供了一个设计途径，调谐激子层的本地化在TMD异质结作为扭转角的函数。
2022-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structures, charge transfer and charge orders in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
过渡金属二硫属化物（TMD）双层膜的莫尔超晶格中存在相关电子态，这种相关电子态是由莫尔势和长程库仑相互作用共同作用引起的。本文从理论上研究了过渡金属双硫族化物同质双层云纹超晶格的结构弛豫和单粒子电子性质，并研究了MX和XM区有效蜂窝晶格中的基态电荷序。通过大尺度密度泛函理论计算和层自由度连续介质模型，我们发现面外的门控场产生了一个可调的电荷转移带隙，并在Dirac谱中引入了质量项.在平带极限下，我们用蒙特卡罗模拟观察到了不同填充n = 1/4，1/3，1/2，2/3，1时的一系列电荷有序绝缘态，并预言了在固定填充n = 1/2，2/3时，门控场诱导不同电子晶体间的相变.我们的工作表明，过渡金属二硫属化物均质双层膜提供了一个强大的平台，可调的电荷转移绝缘体和电荷秩序的调查。
2021-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Distilling universal machine-learning potentials for moiré lattices across one million atoms
University of Washington（华盛顿大学）
通过微调通用原子模型并利用知识蒸馏，开发出MoiréMLIP及其精简版，实现百万原子莫尔晶格的高精度、可迁移模拟，并揭示交替扭转MoTe2中的层级极化网络。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field induced partially polarized chiral spin liquid in a transition metal dichalcogenide moiré system
本文研究WSe2/MoSe2莫尔异质结半填充莫特绝缘态在面外磁场下的量子相，发现中等磁场下涌现出具有部分自旋极化的ν=1/2劳克林手性自旋液体，并通过拓扑纠缠谱和量子化自旋泵浦证实其拓扑性质。
2024-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coulomb-Engineered Heterojunctions and Dynamical Screening in Transition Metal Dichalcogenide Monolayers
通过介电环境操纵二维材料提供了控制电子和光学特性的新机会，并允许以非侵入性方式压印纳米结构。在这里，我们评估的潜力，单层半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）的库仑工程在材料现实和定量的方式。我们比较不同的TMDC材料的电介质周围的修改的响应，分析动态基板屏蔽的影响，即在介电函数的频率依赖性，并讨论固有的长度尺度的库仑工程异质结。我们发现对称的和刚性的位移一样的准粒子带隙调制，瞬时和动态基板筛选。从这个，我们得到一个有效的多尺度建模的库仑工程异质结放置在空间结构的基板上的均匀单层组成的短程自能量。对于这些异质结，我们表明，几个晶格常数的长度尺度上的带隙调制是可能的渲染外部限制的基板结构比内部效应更重要。我们发现，所有的半导体TMDC同样非常适合这些外部和非侵入性的修改。
2020-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Imaging moiré flat bands in 3D reconstructed WSe2/WS2 superlattices
过渡金属二硫属化物（TMD）异质结构中的莫尔超晶格可以由于窄莫尔平带和强长程库仑相互作用的相互作用而具有新颖的相关量子现象1 -5。然而，原子重构的莫尔超晶格和由此产生的平带的微观知识仍然缺乏，这对于相关莫尔现象的基本理解和控制至关重要。在这里，我们定量研究了三维（3D）重建的WSe 2/WS 2莫尔超晶格的莫尔平带通过比较高质量的剥离TMD异质结构器件的扫描隧道光谱（STS）和从头计算模拟的TMD莫尔超晶格。在我们的WSe 2/WS 2云纹异质结构中，确定了一个强大的三维屈曲重建伴随着大的面内应变再分布。STS成像表明，这导致在异质结构的价带边缘处的非常窄且高度局部化的K点莫尔平坦带。在不同的能量下观察到一系列莫尔平带，它们表现出不同程度的局部化。我们的观察结果与以前的简化理论模型相矛盾，但与从头算模拟完全捕获3D结构重建定量一致。在这里，应变重新分布和3D屈曲控制有效莫尔势，并在布里渊区K点处产生莫尔平带。
2020-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional moire chains with partially-filled flat bands in two-dimensional twisted bilayer WSe2
本研究通过扫描隧道显微镜在扭曲双层WSe2中引入一维边界，成功实现了一维莫尔链平带的选择性填充与电子态操控，为在二维系统中探索一维相关电子态开辟了新途径。
2023-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic density wave and spin-valley superfluid in bilayer transition metal dichalcogenide
二维范德瓦尔斯异质结构中的人工云纹超晶格是实现和控制关联电子现象的新途径。最近，扭曲双层WSe $_2$出现作为一个新的强大的莫尔系统托管相关绝缘体在莫尔半填充在一定范围内的扭曲角。在这项工作中，我们提出了一个理论，这种绝缘状态作为激子密度波由于谷间电子-空穴配对。我们表明，费米能级附近的范霍夫奇异性强烈增强了激子凝聚。我们的理论解释了绝缘间隙对垂直电场的显著敏感性。相反，间隙被垂直磁场微弱地减小，在低场具有二次依赖性。对电场和磁场的不同响应可以理解为在BCS模拟系统中的对断裂效应与非对断裂效应。我们进一步预测了这种电绝缘体中的超流自旋输运，这可以通过光学自旋注入和时空成像来检测。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interlayer and moiré excitons in atomically thin double layers: from individual quantum emitters to degenerate ensembles
本综述聚焦原子级薄TMDs等范德华双层中的层间激子与莫尔激子，介绍其特性、调控方式及从单粒子到简并系综的研究方向，梳理相关基础与莫尔超晶格效应。
2024-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moire Potential, Lattice Relaxation and Layer Polarization in Marginally Twisted MoS2 Bilayers
半导体过渡金属二硫属化物（TMD）的螺旋扭曲异质结构通过层间相互作用的空间调制和结构重构提供对其电子和光学性质的前所未有的控制。在这里，我们使用扫描隧道显微镜/光谱学研究了在0°附近的宽范围的扭曲角的扭曲MoS 2双层。我们研究了莫尔条纹的扭曲角度依赖性，其主要由小角度（<2°）的晶格重构导致具有菱面体堆叠的大三角形域。局部光谱测量揭示了角度<3°时100-200 meV的大莫尔势强度。在重建的区域中，我们看到相邻的三角形域之间的偏置依赖的不对称性，这与菱形堆叠的TMD固有的垂直极化有关。这一观点得到了光谱图和环境压电响应测量的进一步支持。我们的研究结果提供了一个微观的角度来看，这一类新的界面铁电体，并可以提供线索，设计新型异质结构，利用这种效果。
2022-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Moiré Optical Transitions in Twisted Monolayer/bilayer Phosphorene Heterostructures
范德瓦尔斯异质结构的莫尔超晶格提供了一种强大的新方法来设计二维（2D）材料的电子结构。在不同的云纹异质结构中出现了许多新的量子现象，例如石墨烯系统中的相关绝缘体、超导体和Chern绝缘体以及过渡金属二硫属化物（TMDC）系统中的云纹激子。扭曲磷烯提供了另一个有吸引力的系统来探索莫尔物理，因为磷烯具有各向异性的矩形晶格，不同于石墨烯和TMDC中的各向同性六方晶格。在这里，我们报告新兴的各向异性莫尔光学跃迁扭曲单层/双层磷烯。磷烯云纹超晶格中的光共振敏感地依赖于单层和双层之间的扭转角。令人惊讶的是，即使对于大到19°的扭转角，莫尔异质结构也表现出与构成单层和双层磷烯中的光学共振完全不同的光学共振。新的莫尔光学共振表现出很强的线偏振，其主轴与双层磷烯的光轴接近但不同。我们的从头计算结果表明，与石墨烯和TMDC的六方晶格的K点带隙不同，磷烯的Γ点直接带隙和矩形晶格导致了大扭曲角磷烯异质结构中非常强的莫尔物理。我们的研究结果突出了探索磷烯和其他具有不同晶格构型的范德华异质结构中的莫尔物理的令人兴奋的机会。
2019-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second harmonic generation control in twisted bilayers of transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层中的扭转角是一个强制性的自由度，决定了电子相关性和莫尔激子的横向约束周期。在这里，我们进行偏振分辨二次谐波产生（SHG）光谱的MoS 2/WSe 2异质结构。我们证明，通过选择合适的激光能量的两个单层之间的扭曲角可以直接测量组装异质结构。我们表明，从异质结构的SHG信号的振幅和偏振度的层之间的扭曲角和激子共振在SH能量确定。对于扭转角接近于零的异质结，我们观察到激子共振能量的变化和新的共振的出现在线性和非线性极化率。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi-one-dimensional taco-shaped bands in large-angle twisted bilayer transition metal dichalcogenides
在大角度扭折双层过渡金属二硫化物中，发现准一维餐盘状能带，源于Λ谷的最优层间杂化，实现方向性能带展平，为关联现象提供新平台。
2025-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral valley phonons and flat phonon bands in moiré materials
我们研究了扭曲双层WSe 2中声子模的手征性，并证明了扭曲角接近$0^{\circ}$和接近$60^{\circ}$时$K/K^\prime$谷声子的不同手征行为。特别是，多个手征非简并$K/K^\prime$谷声子被发现的扭曲角附近的$60^{\circ}$，而没有发现非简并手征模式的扭曲角接近$0^\circ$。此外，我们发现了两套新兴的手征谷模式，起源于在莫尔尺度上的反转对称性破缺，并在应变工程双层WSe 2和MoSe 2/WSe 2异质结构的莫尔图案中找到了类似的模式。在声学和光学模式之间的能隙，形成一个广泛的扭曲角的平面声子带中观察到的扭曲双层WSe 2。我们的研究结果是相关的理解电子-声子和激子-声子散射的莫尔材料，也为设计的声子类似物的平带电子。
2022-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-frequency and Moiré Floquet engineering: a review
我们回顾了低频Floquet工程及其在光驱动量子材料中的应用，强调了范德华系统托管莫尔超晶格。这些非平衡系统将能带结构的扭转角灵敏度与光驱动器的灵活性相结合。光的频率、振幅和偏振可以在实验装置中轻松调节，从而产生具有按需特性的平台。首先，我们回顾了最近的理论发展，以获得有效的Floquet哈密顿在不同的频率制度。我们应用其中的一些理论来研究扭曲的石墨烯和扭曲的过渡金属二硫族化物系统在自由空间和波导内的光照射。我们研究的变化引起的准能量和稳态，这可能会导致拓扑转变。接下来，我们考虑由低频光脉冲驱动的范德华磁性材料与声子共振。我们讨论的声子动力学引起的光和由此产生的磁跃迁从Floquet的角度来看。最后，我们概述了莫尔-弗洛凯工程在低频领域的新方向及其与技术应用的相关性。
2021-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical engineering and detection of magnetism in moiré semiconductors
该研究提出莫尔系统中自旋态光学诱导、控制与探测的通用框架，通过拉曼光驱动莫尔过渡金属二硫化物双层实现可调磁相互作用的自旋模型，建立自旋关联与光学信号的联系，为强关联量子系统的光学调控研究铺路。
2025-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré, Euler, and self-similarity -- the lattice parameters of twisted hexagonal crystals
提出了一种计算由一组旋转的六边形2D晶体（如石墨烯或过渡金属二硫属化物）形成的超结构的莫尔晶格参数的实空间方法。对于所有的旋转角度，连续地形成明显的莫尔晶格，并且它们的晶格参数在良好的近似下遵循双曲线角度依赖性。莫尔晶体，即用基底装饰的莫尔晶格，需要对可重复性进行更重要的评估，并导致离散解和莫尔晶格参数的非连续角度依赖性。特别地，该晶格参数关键地取决于旋转角度，并且角度的连续变化可以导致晶格参数的明显不稳定的变化。该解决方案形成了一个高度复杂的模式，这反映了莫尔晶体的形成参数之间的数论关系。该分析还提供了对构成晶格的30°旋转的特殊情况的洞察，其中十二方准晶结构形成。
2020-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Metal-insulator transition in transition metal dichalcogenide heterobilayer: accurate treatment of interaction
结合两种量子蒙特卡洛方法研究过渡金属硫族化合物异质双层，发现顺磁态与120° Néel态间的金属-绝缘体相变，并提出了最优混合泛函。
2024-01-18 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
Three-dimensional Moiré crystallography
School of Chemistry, University of Nottingham（诺丁汉大学化学学院）
本文提出利用克莱因代数构建三维莫尔晶体，揭示其在凝聚态物理和固态化学中的应用潜力。
2026-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall State in Moiré MoTe$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers
Moiré异质双层过渡金属二硫属化物（TMDs）是模拟单带哈伯德模型的理想体系，在这些体系中观察到了有趣的关联相。然而，在异质双层TMD中的莫尔条纹被认为是拓扑上微不足道的。最近，有报道称在AB叠层MoTe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜中观察到填充$ν=2$处的量子谷霍尔绝缘态和填充$ν=1$处的谷极化量子反常霍尔态。然而，如何拓扑非平凡的国家出现是未知的。本文提出MoTe $_2$ /WSe $_2$异质双层膜中晶格弛豫引起的赝磁场可以自然地产生有限Chern数的莫尔带。我们证明了当填充两个陈数相反的莫尔带时，在满填充$ν=2$时形成了一个时间反演不变的量子谷霍尔绝缘体。在半充满$ν=1$时，库仑作用使谷简并度升高，并产生谷极化的量子反常霍尔态，实验中观察到了这一现象。我们的理论为在异质双层TMD材料中获得拓扑非平凡态提供了一条新的途径。
2022-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré flat Chern bands and correlated quantum anomalous Hall states generated by spin-orbit couplings in twisted homobilayer MoS$_2$
我们预测，在一个扭曲的同质双层的过渡金属二硫属化物MoS $_2$，自旋轨道耦合在导带态从$\pm K$谷可以引起莫尔平坦带与非零陈数在每个谷。非平凡的能带拓扑起源于角扭曲和局部镜像对称破缺的独特组合，在每个单独的层，这导致不寻常的skyrmion自旋纹理与skyrmion数$\mathcal{S} = \pm 2$的动量空间。我们的Hartree-Fock分析进一步表明，密度-密度相互作用一般驱动系统在$1/2$ -filling到谷极化态，这实现了关联量子反常霍尔态与陈数$\mathcal{C} = \pm 2$。与层赝自旋磁场的非平凡拓扑结构相比，位移场的影响进行了讨论。
2022-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Spin Hall Effect in Two-dimensional Crystals of Transition Metal Dichalcogenides
我们提出在过渡金属二硫属化物（TMDC）的二维（2D）晶体中设计时间反演不变的拓扑绝缘体。我们注意到，在低掺杂，半导体TMDC剪切应变下将发展自旋极化朗道能级驻留在不同的谷。我们认为，在$10-100$开尔文范围内的朗道能级之间的差距是在实验范围内。此外，我们指出，超晶格所产生的莫尔图案可以导致拓扑非平凡的子带。因此，边缘输运变得量化，这可以在使用应变2D晶体和/或异质结构制成的多端子器件中进行探测。强$d$特性的价带和导带也可以允许调查的拓扑相位上的电子相关性的影响。
2013-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast switching dynamics of the ferroelectric order in stacking-engineered ferroelectrics
最近发现的范德华双层膜的铁电性提供了一个非常规的路线，以提高器件的性能。畴壁的静态和动态特性决定了开关场和开关速度等关键参数。在这里，我们从第一性原理理论上探讨堆叠工程铁电体的纹理属性。采用机器学习势模型，我们提出了大规模的堆叠DW和氮化硼双层膜的莫尔结构的原子模拟的结果。我们预测，稳定的铁电态的开关势垒和面内晶格畸变之间的竞争导致DW宽度为10纳米的顺序。DWs运动降低了两个数量级的单畴的临界铁电切换场，而高畴壁速度允许在皮秒时间尺度上的畴切换。与常规铁电体（或铁磁体）相比的优异性能可以实现超快且省电的非易失性存储器。通过将双层扭曲成堆叠的莫尔结构，铁电体转变成超顺电体，因为DW在超低电场下移动。
2022-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Scalable and deterministic construction of moiré superlattice in 2D materials using stressor films
Cornell University（康奈尔大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）
本文提出了一种可扩展的方法，通过应力薄膜在二维材料中确定性地诱导应变，从而构建出莫尔超晶格，展示了其在转角二硫化物中的应用，实现了对莫尔图案的精确控制。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Collective optical properties of moiré excitons
本文提出利用莫尔过渡金属二硫化物双层膜中的激子集体光学响应，在无需亚波长分辨率的情况下探测 Wigner 晶体等关联电子态与电荷序。
2025-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Time-Reversal Invariant Topological Moiré Flatband: A Platform for the Fractional Quantum Spin Hall Effect
本研究基于锗烯和TMD双层莫尔系统，证明小转角下平带具拓扑性，可构造Laughlin态，为实现分数量子自旋霍尔效应提供平台。
2023-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-bosonic moiré excitons
本文提出莫尔双层中激子满足非玻色性角动量对易关系，导致每格点占据数受限，并构建了自旋哈密顿量及受约束的Hubbard模型，在三种典型双层中验证允许占据数不超过三个激子。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré Fringes in Conductive Atomic Force Microscopy
本研究在铁电材料Er(Mn,Ti)O₃的cAFM扫描中观测到莫尔条纹，证实其为扫描与样品本征属性叠加产生的扫描莫尔效应，为区分莫尔效应来源提供指导，并为提升局域输运测量分辨率提供新路径。
2023-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Toward Moiré engineering in 2D materials via dislocation theory
我们提出了一个框架，通过位错理论解释了力学和电子结构之间在2D材料中的紧密联系。在这个框架内，由层状2D材料产生的莫尔图案可以被理解为位错阵列，反之亦然。位错是一种独特的类型，我们描述为范德华位错，我们提出了一个完整的几何描述，连接到拉伸和扭曲莫尔图案。一个简单的计算方案，它降低了层之间的电子相互作用的复杂性，以使问题的计算处理，引入模拟这些位错阵列，使我们能够预测和解释所有观察到的莫尔图案在一个独特的框架内的二维材料系统。我们也将这种分析扩展到莫尔图案中的缺陷，这是最近报道的，并且是构成2D材料层中相同对称性的缺陷的结果。最后，我们表明莫尔空间中的线性缺陷可以被视为一维拓扑状态，并且可以使用我们的框架进行设计
2017-09-29 cond-mat.mtrl-sci
