Review: Advanced characterization of the spatial variation of moiré heterostructures and moiré excitons
本文综述先进表征技术在多尺度揭示莫尔异质结局部非均匀性方面的进展，重点分析扭转角、纳米无序与原子弛豫对莫尔势及莫尔激子的影响，并展望其技术应用。
2024-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Scalable van der Waals epitaxy of tunable moiré heterostructures
在扭曲或晶格失配的原子层的莫尔超晶格中发现的独特物理学为未来的量子技术带来了巨大的希望。然而，扭曲的配置通常在物理上是不利的，使得直接生长中的精确扭曲角控制是不可能的。虽然可以合成基于晶格失配层（如WSe 2/WS 2）的旋转对准的莫尔超晶格，但它们缺乏莫尔周期的临界可调谐性，并且莫尔形成机制尚未得到很好的理解。在这里，我们报告了可扩展的，可调周期从10到45纳米的稳定莫尔条纹的驱动的范德华外延，基于晶格失配工程在两个WSSe层可调硫族元素的比例。与传统的外延，其中晶格失配引起的应力阻碍高质量的生长，我们揭示了体应力在莫尔条纹形成的关键作用，以及其独特的相互作用与边缘应力在塑造莫尔条纹生长模式。此外，合成的超晶格显示可调的层间激子和叠纹层内激子。我们的研究揭示了莫尔合成的独特外延科学，并为基于莫尔的技术奠定了基础。
2022-10-31 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
Moiré exciton dynamics and moiré exciton-phonon interaction in a WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayer
在由原子级薄的半导体材料组成的范德华异质结构中具有角度失配的莫尔图案是一个迷人的平台，用于将光学产生的激子性质设计为新颖的量子现象。作为周期性陷阱势的莫尔条纹可以产生空间有序的零维激子系综，这为密集相干量子发射体和多体物理的量子模拟提供了可能.激发态的动力学特性和激子-声子相互作用影响着激发态的莫尔效应。然而，莫尔激子动力学和莫尔激子与声子之间的相互作用仍然是难以捉摸的。本文报道了基于近共振光致发光激发光谱的扭曲WSe $_2$ /MoSe $_2$异质双层膜中的莫尔激子和声子相互作用。我们观察到在声子共振下莫尔激子的基态的选择性激发。在连续态以下的可忽略的小吸收是类0 D系统的态密度的标志。此外，PL光谱的激发功率依赖性揭示了通过共振声子散射过程在具有离散能级的不同势能极小值之间的莫尔激子系综的动力学。本文给出的声子相互作用抑制下的莫尔激子动力学的结果为探索莫尔激子的量子现象在量子光学中的潜在应用开辟了一条新的途径。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impurity-induced excitations in a topological two-dimensional ferromagnet/superconductor van der Waals moiré heterostructure
范德华异质结中拓扑超导态的出现为探索控制拓扑超导体的新策略提供了一个新的平台。特别是，范德华异质结构中的杂质，一般具有莫尔图案，可能会导致原子和莫尔长度尺度之间的独特相互作用，这是一般拓扑超导体中不存在的特征。在这里，我们解决的拓扑莫尔超导体上的非磁性杂质的影响，无论是在弱和强制度，考虑周期性阵列和单一杂质，否则原始的无限莫尔系统。我们证明了一个很好的杂质诱导模式和莫尔长度之间的相互作用，导致从根本上不同的光谱和拓扑性质取决于相对杂质的位置和莫尔长度。我们的研究结果突出了杂质在范德瓦尔斯异质结构中的关键作用，其特征在于莫尔图案，揭示了人工莫尔系统中长度和能量尺度之间的关键相互作用。
2022-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Coupled skyrmion sublattices in Cu2OSeO3
本文报道了利用Cu L3边共振软X射线衍射技术对手性多铁性绝缘体Cu_2OSeO_3中Skyrmion晶格的观测结果。我们观察到两个不同的skyrmion子晶格，产生化学上相同的协调数，但不同的磁活性轨道从不等价的铜网站的意外存在。Skyrmion子晶格相对于彼此旋转，这意味着晶格的长波长调制。调制矢量可以用施加的磁场来控制，将这种莫尔状相位与连续的相变相关联。我们的发现将开启一门涉及量子拓扑状态操纵的新科学。
2014-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré excitons in MoSe$_2$-WSe$_2$ heterobilayers and heterotrilayers
层状二维材料在扭曲或晶格无公度异质结构中表现出丰富的输运和光学现象，层间杂化的空间变化来自莫尔干涉效应。在这里，我们报告的实验和理论研究的激子在扭曲的异质双层和heterotrilayers的过渡金属dichalcogenides。使用MoSe $_2$ -WSe $_2$堆叠作为扭曲范德华双层和三层异质结构的代表性实现，我们观察到对比的光学特征，并在不同自旋和谷构型的层间莫尔激子的理论框架中解释它们。我们得出结论，MoSe $_2$ -WSe $_2$异质双层的光致发光与来自辐射衰减的谷直接层间激子和来自驻留在莫尔超晶胞的空间上不同的区域中的动量间接储层的声子辅助发射的联合贡献是一致的，而异质三层发射完全是由于混合层谷的动量暗层间激子。我们的研究结果突出了过渡金属二硫属化物异质叠层和多层半导体范德华异质结构的其他实现的层间杂化的深刻作用。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic motion of polar skyrmions in oxide heterostructures
该研究通过相场模拟揭示氧化物异质结构中极性斯格明子在热、电、机械耦合刺激下的外场驱动集体运动机制，并为相关电子器件设计提供指导。
2023-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Topological Sliding Moiré Heterostructure
研究了叠栅异质结中各层的滑动运动对电子态的影响。我们证明了滑动Moiré异质结构可以在由与滑动位移相关的物理维度和合成维度所构成的高维流形中生成由第一和第二Chern数表征的非平凡拓扑。非平凡拓扑意味着由滑动运动引起的拓扑电荷泵。我们在一维双链模型和小角度扭曲的双层石墨烯中明确地证明了非平凡拓扑和电荷泵。与通常认为的无公度莫尔异质结构中的层间滑动不影响电子结构的观点相反，我们的研究结果表明，层间滑动可以动态地产生非平凡拓扑，因此在动力学过程中不可忽略.
2019-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré-induced bandgap tuning by varying electric dipole in InSe/CuSe vertical heterostructure
具有晶格常数失配和/或具有相对于彼此的扭转角的堆叠的两层材料可以产生莫尔图案，从而调节原始材料的电子性质。本文结合扫描隧道显微镜/光谱和密度泛函理论计算，研究了两步分子束外延生长的InSe/CuSe垂直异质结构中莫尔势诱导的带隙调谐。扫描隧道显微镜的测量结果表明，异质结构的超晶格周期约为3.48nm，单层之间的扭转角约为11°。在异质结的不同堆叠位置上的扫描隧道光谱记录揭示了InSe的带隙是位置相关的，并且观察到400 meV的变化。密度泛函理论的计算结果表明，单层InSe中的莫尔感应电偶极是影响带隙的关键因素。此外，CuSe和InSe之间的电荷转移也有助于由于其堆叠相关的带隙变化。我们还发现莫尔势不仅可以调谐InSe的带隙，而且在某些叠层中可以使CuSe的Dirac节线消失。我们的探索为理解二维莫尔材料的电子性质提供了有价值的信息。
2023-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Deflection of (anti)ferromagnetic skyrmions at heterochiral interfaces
设计具有空间异质性Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskii-Moriya interaction）的磁性纳米结构是实现潜在器件中磁skyrmions的先进限制和控制的一条有前途的途径。在这里，我们讨论了理论上如何skyrmion相互作用的异手界面，使用微磁学模拟和分析参数。我们表明，一个异手界面偏转的铁磁（FM）skyrmions的轨迹，这种偏转的程度是由所施加的自旋极化电流和跨界面的不同的介电常数调谐。此外，我们表明，这种偏转的FM skyrmion的特性，是完全不存在的反铁磁（AFM）的情况下。反过来，我们发现，AFM skyrmion实现更高的速度比FM对应，但经历更强的约束在纳米工程异手性轨道，这加强了AFM skyrmion作为一个有利的选择skyrmion为基础的设备。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatiotemporal dynamics of moiré excitons in van der Waals heterostructures
Philipps University of Marburg（马尔堡菲利普大学）
针对过渡金属硫族化合物异质结中莫尔势对激子动力学的影响，开发了预测性的多体模型，揭示了平带通过瓶颈效应和热占据动力学增强激子传播的反直觉机制，并实现了通过扭转角调控激子输运。
2025-09-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
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
Moiré Potential Impedes Interlayer Exciton Diffusion in van der Waals Heterostructures
范德瓦尔斯（vdW）异质结构的性质急剧改变的可调莫尔超晶格层之间的原子排列的周期性变化所产生的。激子扩散是半导体过渡金属二硫属化物（TMD）中能量输运的重要通道。虽然对TMD异质双层进行的早期研究表明载流子和激子表现出长的扩散长度，但可以存在多种情况。在具有大的超晶胞尺寸和深电势的莫尔晶体中，层间激子可以完全局部化。随着莫尔周期在较大的扭转角处减小，激子可以在超晶胞之间隧穿并在较长的寿命内扩散。在完全没有莫尔超晶格的相称异质结构中，扩散长度应该最长。在这项研究中，我们实验证明，莫尔电位阻碍层间激子扩散的WSe 2/MoSe 2异质结制备的化学气相沉积和机械堆叠与精确控制的扭转角进行比较。我们的研究结果提供了关键的指导，开发'twistronic'设备，探索莫尔超晶格工程材料的性能。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching intrinsic magnetic skyrmions with controllable magnetic anisotropy in van der Waals multiferroic heterostructures
基于第一性原理研究，提出在二维范德华多铁异质结构CrSeI/In2Te3中通过反转铁电极化调控磁各向异性，实现本征磁性斯格明子与高温铁磁态的切换，为自旋电子学提供节能高效策略。
2024-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Creation of independently controllable and long lifetime polar skyrmion textures in ferroelectric-metallic heterostructures
本研究在PbTiO3铁电-金属异质结构中实现了极性斯格明子纹理的拓扑相变，成功通过扫描探针独立控制多种类斯格明子纹理，并发现多重π-扭曲靶斯格明子等具有超两周的拓扑增强稳定性。
2024-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of distinct minibands in moiré superlattices
叠层二维材料组成的莫尔超晶格为工程和研究新的物质涌现量子态提供了一个多功能的平台。目前，绝大多数被研究的系统具有长莫尔波长，但在较短、不相称的波长和较高的能量尺度下研究这些效应仍然是一个挑战。在这里，我们采用角分辨光电子能谱（ARPES）与亚微米空间分辨率，以调查一系列不同的莫尔超晶格，跨越了很宽的波长范围，从短的莫尔波长为0.5 nm的石墨烯/WSe 2（g/WSe 2）异质结构，到一个更长的波长为8 nm的WS 2/WSe 2异质结构。我们观察到形成的迷你带与不同的分散体形成的莫尔电位在这两个系统。最后，我们发现WS 2/WSe 2异质结构可以在第三个单独的石墨烯层（g/WS 2/WSe 2）上留下令人惊讶的大莫尔电位，这为在二维材料中设计莫尔超晶格提供了一条新途径。
2020-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Driven-dissipative superconductivity in moiré heterostructure without attraction
Joint Quantum Institute, University of Maryland（马里兰大学联合量子研究所）；ICFO-Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科技大学光子科学研究所）；Institute of Quantum Electronics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院量子电子学研究所）；Institute for Theoretical Physics, University of Cologne（科隆大学理论物理研究所）
研究提出驱动耗散协议制备二维莫尔异质结构的超导稳态，利用层自由度作赝自旋，通过光诱导操作实现配对，该方案需局部耗散，源于弱色散玻色子模式，揭示了稳态配对与瞬态超辐射联系，是制备超导性的有前景平台。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moiré potential, lattice corrugation, and band gap spatial variation in a twist-free MoS2/MoTe2 heterobilayer
为了对过渡金属二硫属化物异质双层膜中的莫尔条纹进行从头计算，我们进行了密度泛函理论计算，考虑了单分子膜中的原子登记和晶格登记，在MoTe 2（9*9）/MoS 2（10*10）上系统具有中等大小的超晶格大于激子，但还没有大到足以证明连续模型处理。我们发现双层膜中平面的局域势呈现出明显的莫尔条纹。这进一步揭示了MoTe_2和MoS_2层中Mo原子附近的平均局域势的变化产生了层内Moiré势。它们是相互调制的结果，并且与价带最大值和导带最小值的空间变化直接相关。层间莫尔电位，定义为两个层内莫尔电位之间的差，具有0.11 eV的深度，并且大致与莫尔单元中的带隙变化成比例地变化，其具有0.04 eV的幅度。我们发现MoTe_2（0.30 μ m）和MoS_2（0.77 μ m）层的晶格畸变都很显著，但对电子性质的影响很小。MoTe 2/MoS 2双层膜的掺杂使局域带隙的空间变化增强了5 meV，而其对全局带隙的影响在1 meV以内。提出了一个简单的层内带耦合模型来理解莫尔势和带隙空间变化的相关性。
2020-01-31 cond-mat.mtrl-sci
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
Ordering Mixed-Q Topological Magnetism into Lattice via Moire Engineering
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
通过莫尔工程将混合Q拓扑磁性有序到晶格，揭示了莫尔势能在稳定复杂有序纹理中的关键作用。
2026-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Observation of moiré trapped biexciton through sub-diffraction-limit probing using hetero-bilayer on nanopillar
Indian Institute of Science, Bangalore（印度科学研究所）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Emory University（埃默里大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
在WS₂/WSe₂异质双层中，通过亚衍射极限探测发现莫尔结构中激子相互作用的转变，揭示了双激子稳定化的机制。
2025-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Resonant Elastic X-ray Scattering from the Skyrmion Lattice in Cu$_{2}$OSeO$_{3}$
我们报道了在Cu $L_3$边缘用软共振弹性X射线散射（REXS）研究了Cu $_2$ OSeO $_3$表面附近的skyrmion态。在$200 \times 200$ $μ$ m $^2$的横向取样区域内，我们发现了长程有序的skyrmion晶格相以及通过衍射斑点的多次分裂形成skyrmion畴。在最近对Cu $_2$ OSeO $_3$的skyrmion相的REXS研究中[Phys. Rev. Lett. 112，167202（2014）]，Langner等人报道了观察到意外存在两个不同的skyrmion子晶格，其产生于不等价的Cu位点，并且两个周期性结构的旋转和叠加导致莫尔图案。然而，我们发现没有能量分裂的Cu峰在X射线吸收测量，而是讨论替代的起源的峰分裂。特别是，我们发现，对于偏离主要立方轴的磁场方向，得到一个多畴skyrmion晶格状态，这一贯解释分裂的磁点成两个和更多的峰。
2016-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Hofstadter butterflies and metal/insulator transitions for moiré heterostructures
本文研究应变莫尔异质结构的紧束缚模型，通过施加层反对称剪切应变将其降为一维并运用矩阵值准周期算子理论，解释了Hofstadter型蝴蝶的出现与金属/绝缘体转变现象。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Geometrical properties of strained and twisted moiré heterostructures
IMDEA Nanoscience（IMDEA纳米科学研究所）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
本文基于线性弹性理论，系统介绍了应变对莫尔超晶格几何和电子结构的调控，包括单轴、剪切和双轴应变情况，并预测了通过应变和扭转实现的特殊莫尔几何图案。
2026-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Progress on band structure engineering of twisted bilayer and two-dimensional moiré heterostructures
在凝聚态物理中，通过化学方法构造的范德华异质结构（vdWHs）为实现量子现象提供了一个理想的平台。已经开发了两种用于构建vdWHs的方法：将二维（2D）材料堆叠成具有不同晶格常数或具有不同取向的双层结构。由公度或非公度超晶格模式产生的层间耦合在vdWHs中起着重要的作用，它可以调制能带结构并产生新的电子态。本文综述了在两种模型vdWH体系--石墨烯/六方氮化硼（hBN）异质双层和扭曲双层石墨烯（tBLG）中发现的一系列新的量子态，并讨论了这种堆叠和扭曲是如何改变电子结构的。我们还对异质双层材料的未来研究进行了展望，并期望由此扩展二维材料相库。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Skyrmionic magnetization configurations at chiral magnet/ferromagnet heterostructures
我们考虑在手征磁体（CM）/铁磁体（FM）异质结构的磁化配置。在CM中，由于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，磁skyrmions和自旋螺旋出现，然后渗透到相邻的FM中。然而，由于非均匀磁化结构在FM中在能量上是不利的，因此穿透的磁化结构被变形，从而导致奇异的三维配置，诸如skyrmion锥、侧向skyrmion以及扭曲的螺旋和skyrmion。我们在变分法的框架内讨论了CM/FM和CM/FM/CM混合结构中可能的磁化组态的稳定性，发现基态中出现了各种不同的磁化组态，其中一些引起了非平凡的突现磁场.
2015-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of Magnetic Skyrmions by Superconducting Vortices in Ferromagnet-Superconductor Heterostructures
混合铁磁薄膜中的磁skyrmions动力学具有新颖的物理现象，并具有良好的技术应用前景。在这项工作中，我们讨论的行为时，磁skyrmions耦合到超导涡旋的铁磁超导异质结构。我们使用数值模拟和分析参数来揭示更广泛的可能性操纵的混合系统中的skyrmion涡动态相关性，这是不可能的，在其单独的成分。我们探索特定的动态相的阈值，并量化的相图作为相关的材料参数，施加的电流和感应转矩的函数。最后，我们证明了广泛和精确的可调性的斯基尔米恩霍尔角的存在下的涡流，相对于电流施加到任一或两个超导体和铁磁体内的异质结构。
2019-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Evolution of Skyrmions in Synthetic Ferrimagnets of Co/Gd Heterostructure for Topological Spintronic Applications
National Institute of Science Education and Research (NISER)（印度科学教育研究所）；Homi Bhabha National Institute (HBNI)（霍米·巴巴国立大学）；Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Mohali（印度科学教育研究学院莫哈利分校）；Durham University（杜伦大学）
研究通过实验和模型揭示了Co/Gd异质结中SFiM的温度依赖磁化演化，展示了Skyrmion的稳定化及磁亚晶格对磁化的影响，为拓扑自旋电子应用提供了理论基础。
2025-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-driven Non-volatile Multi-state Switching of Individual Skyrmions in a Multiferroic Heterostructure
电操纵Skyrmion因其丰富的物理性质和广阔的应用前景而受到人们的广泛关注。迄今为止，这种操纵主要是通过基于自旋转移矩或自旋轨道矩效应的自旋极化电流来实现的。然而，该方案是耗能的并且可能产生大量焦耳加热。为了减少能量耗散和基于skyrmion的设备的温度升高的风险，有效的解决方案是使用电场代替电流作为刺激。在这里，我们实现了电场操纵的skyrmions在纳米结构的铁磁/铁电异质结构在室温下通过逆磁机械效应。有趣的是，这样的操纵是非易失性的，并表现出多状态特征。数值模拟结果表明，电场对Skyrmions的操纵起源于应变对有效磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的影响.我们的研究结果为构造低能量耗散、非易失性和多状态的基于skyrmion的自旋电子器件开辟了方向。
2020-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric control of magnetic skyrmions in two-dimensional van der Waals heterostructures
磁性Skyrmions是一种手性纳米自旋织构，通常由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction）引起。最近，在二维（2D）范德华（vdW）铁磁材料（例如Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$）中已经观察到磁skyrmion。Skyrmions的电控制对于它们在低功耗存储技术中的潜在应用是重要的。在这里，我们预测，在Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$单层的铁电体和磁性skyrmions可以通过相邻的2D vdW铁电体在$_{2}$ Se $_{3}$的铁电极化控制。基于密度泛函理论和原子自旋动力学模型，我们发现Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$ /In $_{2}$ Se $_{3}$ vdW异质结中界面对称性破缺产生了相当大的缺陷.我们证明了铁电极化反转可以控制自旋的大小，从而导致Skyrmion的产生和湮灭。此外，我们还发现在In $_{2}$ Se $_{3}$ /Fe $_{3}$ GeTe $_{2}$ /In $_{2}$ Se $_{3}$异质结构中，随着铁电开关反转Skyrmion手征而改变.预测的电控skyrmion形成可能是有趣的自旋电…
2022-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb-correlated states of moiré excitons and charges in a semiconductor moiré lattice
半导体莫尔异质结表现出丰富的相关诱导的多体现象，具有通过探测层内激子在光谱学中观察到的出射磁性、莫特绝缘态或广义维格纳晶体的特征。然而，由于在下面的WSe $_2$ /WS $_2$异质双层系统中的交错带排列将光激发的电子和空穴分离以形成最低能量的层间激子，因此直接获得相关电荷状态和基态莫尔激子之间的相互作用仍然是难以捉摸的。在这里，我们使用MoSe $_2$ /WS $_2$异质堆叠与I型能带对准探测元电荷与莫尔激子的基态和激发态的库仑相互作用。除了正负摩尔纹让人想起他们的典型对应物在单层MoSe $_2$，我们揭示了新的多体态之间形成的摩尔纹激子和电荷在分数填充因子的周期性摩尔纹晶格。对于电子和空穴，这些状态表现出掺杂依赖的Landé因子作为相关诱导磁性的标志，确定MoSe $_2$ /WS $_2$异质双层作为一个独特的系统，在双极掺杂制度的相关现象的研究。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of Moiré Potentials in WS$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers: Contributions from Lattice Reconstruction and Interlayer Charge Transfer
School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理与电子学院）
研究揭示了WS₂/WSe₂异质结中莫尔势的起源，通过晶格重构和层间电荷转移共同作用形成莫尔势，促进强相关效应。
2026-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface band-selective moiré effect induces flat band in mixed-dimensional heterostructures
本研究通过合成惰性气体单层与体Bi(111)的混合维度异质结构，发现表面态选择性莫尔效应，可调控莫尔周期并诱导关联平带，为从二维到三维的莫尔调控及关联现象实现提供新途径。
2025-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phason-mediated interlayer exciton diffusion in WS2/WSe2 moiré heterostructure
二维材料中的莫尔势已被证明对于充分理解范德华异质结构的电子结构具有根本的重要性，从超导性到相关激子态。然而，理解莫尔声子（所谓的相位子）如何影响系统的性质仍然是一个未知的领域。在这项工作中，我们演示了如何相位子是完整的，以正确地描述和理解低温层间激子扩散WS 2/WSe 2异质结构。我们进行光致发光（PL）光谱，以了解层之间的耦合，其相对取向的影响，影响系统的激子特性。考虑到两个常见的莫尔电位分布的堆叠角依赖性，研究了堆叠角为0°和60°的样品。此外，我们提出了空间和时间分辨的激子扩散测量，在30 K至250 K的温度范围内的光致发光发射。通过密度泛函理论（DFT）计算，计算了两种构型的精确势。最后，我们进行分子动力学模拟，以可视化的相位子运动，估计相位子在不同温度下的速度，提供新的见解激子在低温下的传播机制，不能单独解释的经典激子扩散的框架内。
2023-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Moiré patterns in graphene -- rhenium disulfide vertical heterostructures
原子级薄材料的垂直堆叠提供了一个大平台，用于实现由邻近效应和莫尔图案实现的新特性。在这里，我们专注于机械组装的异质结构的石墨烯和ReS $_2$，范德华层状半导体。使用扫描隧道显微镜和光谱（STM/STS），我们图像的两种材料之间的尖锐边缘，以及重叠的地区。局部分辨的形貌图像显示了一个条纹的超图案起源于石墨烯的六方结构和三斜，低面内对称的ReS $_2$之间的层间相互作用的存在。我们比较的结果与理论模型，估计石墨烯和ReS $_2$之间的莫尔图案的形状和角度的依赖性。这些结果揭示了具有不同晶格对称性的范德华材料之间的复杂界面现象。
2020-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signatures of moiré intralayer biexcitons and exciton-phason coupling in WSe2/WS2 heterostructures
Indian Institute of Science（印度科学学院）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；National Institute for Materials Science（日本国立材料研究所）
研究揭示了WSe2/WS2异质结构中莫尔层内双激子及激子-声子耦合的特性，通过抑制电荷转移发现长寿命激子与声子耦合现象。
2026-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-induced hybridization of moiré excitons in MoSe$_2$/WS$_2$ heterobilayers
本研究通过实验与理论结合，利用电场和磁场调控MoSe$_2$/WS$_2$异质结构中层内和层间莫尔激子的杂化，实现了能带排列类型交叉，并建立有效理论模型解释了该现象。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning Prediction of Magnetic Proximity Effect in van der Waals Heterostructures: From Atoms to Moiré
该研究提出机器学习框架高效预测范德华异质结构中的邻近诱导磁性，克服DFT高成本，揭示石墨烯/CGT的磁矩二分性，并展示丰富莫尔纹理，可广泛用于轨道和自旋邻近效应。
2025-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Resonant absorption and linear photovoltaic effect in ferroelectric moiré heterostructures
Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高级研究中心）；Kotelnikov Institute of Radio-engineering and Electronics of the RAS（俄罗斯科学院科特利尼科夫无线电工程与电子研究所）；HSE University（国立高等经济学院）；Institute of Physics of DFRS of the RAS（俄罗斯科学院达吉斯坦共和国科学中心物理研究所）
研究发现铁电莫尔异质结构中通过范霍夫奇点形成产生共振吸收与线性光伏效应，其中光伏效应由虚拟光学跃迁引发。
2026-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-Driven Zero-Field Near-10 nm Skyrmions in Two-Dimensional van der Waals Heterostructures
磁性Skyrmions $-$定域手性自旋结构$-$在自旋电子学应用中显示了巨大的前景。最近二维（2D）磁性材料的发现为探索原子薄范德华（vdW）材料中的这种拓扑自旋结构提供了新的机会。尽管在二维磁体中稳定亚稳态skyrmions的研究取得了一些进展，但它们的直径仍然超过100 nm，并且它们的寿命还没有被探索。在这里，使用第一性原理计算和原子自旋模拟，我们预测，压缩机械应变导致稳定的零场skyrmions的直径接近10 nm的Fe $_3$ GeTe $_2$ /germanene vdW异质结构。这些独特的skyrmions的起源是由于高的可调性Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用和磁晶各向异性能的应变，一种效果，这是一般的Fe $_3$ GeTe $_2$异质结与屈曲基板。基于磁相互作用的第一性原理参数，我们用过渡态理论计算了保护Skyrmion不被湮灭的能垒和它们的寿命。我们发现应变Fe $_3$ GeTe $_2$ /germanene中的纳米尺度skyrmion在温度高达20 K时可以稳定数小时。
2022-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional satellite resistance peaks in moiré superlattice of h-BN/ AB-stacked tetralayer-graphene heterostructure
大多数关于由h-BN和石墨烯堆叠形成的莫尔超晶格的研究都集中在单层石墨烯上;对多层石墨烯的了解较少。在这里，我们表明，多层石墨烯的莫尔超晶格显示出由超晶格结构影响的各向异性费米表面产生的新特征。h-BN/AB堆叠的四层石墨烯异质结构的莫尔超晶格表现出电阻率峰，其显示出对垂直电场的复杂依赖性。这些峰不是由于二次狄拉克锥的形成，而是由于各向异性费米面的折叠而导致的能隙的打开。此外，超晶格峰是由轻质量和重质量的双层带通过超晶格势混合而产生的。间隙不是在超晶格布里渊区的边界上打开，而是在其内部打开，这反映了多层石墨烯费米表面的各向异性。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interplay of trapped species and absence of electron capture in Moiré heterobilayers
本研究探讨Moiré异质双层中PL发射随载流子密度蓝移及层间激子-三离子转换效率差异，指出三离子光学生成缺失源于Moiré势内近亚纳米的强局域限制。
2023-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré-Bose-Hubbard model for interlayer excitons in twisted transition metal dichalcogenide heterostructures
在半导体过渡金属二硫属化物的双层中，层之间的扭转角可以用于在与单位晶胞相比大的长度尺度上引入高度规则的周期性电势调制。在这样的结构中，可以出现相关态，其中异质结构中的激子由于激子-激子相互作用而强烈地局域化到电势最小值。我们探讨莫特和扩展激子相位之间的过渡的摩尔-玻色-哈伯德哈密顿量。跳跃和现场相互作用参数从层间激子波函数的Wannier表示获得，和非本地Rytova-Keldysh模型用于属性的二维材料中的激子的介电屏蔽。对于足够小的激子浓度和基板屏蔽我们的模型预测莫特绝缘状态的出现，建立扭曲的TMD异质结构作为可能的量子模拟玻色子多体系统。
2022-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic thermalization bottleneck in twisted TMD heterostructures
Philipps University of Marburg（马尔堡菲利普斯大学）
基于微观多粒子方法，研究了MoSe2-WSe2异质结构中声子驱动的非平衡莫尔激子弛豫级联，揭示了低扭转角下平带结构中的声子瓶颈阻碍激子完全热化到最低态，解释了激发态莫尔激子增强的发射强度。
2024-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localisation-to-delocalisation transition of moiré excitons in WSe$_2$/MoSe$_2$ heterostructures
本研究利用微光致发光技术探究WSe$_2$/MoSe$_2$异质结构中莫尔激子随温度变化的特性，发现激子在120 K以上从莫尔势阱退陷转变为自由层间激子，确立了莫尔超晶格中激子受限特性的条件。
2023-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Néel-type skyrmion in WTe2/Fe3GeTe2 van der Waals heterostructure
高密度和低能耗器件的前景促使人们寻找稳定手性自旋纹理的层状结构，如拓扑保护的skyrmions。同时，层状结构为发现新的物理和效应提供了新的平台。最近在二维范德华材料中发现的长程内禀磁序提供了新的机会。在这里，我们证明了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和Néel型skyrmions诱导在WTe 2/Fe 3GeTe 2界面。Fe 3GeTe 2是一种具有强垂直磁各向异性的铁磁材料。我们证明了1 T '-WTe 2中强的自旋轨道相互作用确实在与Fe_3GeTe_2的界面处诱导了一个大的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，这是由于反转对称破缺而稳定了skyrmion。在低于100 K的温度下，输运测量显示了这种异质结构的拓扑霍尔效应.此外，洛伦兹透射电子显微镜用于直接对Néel型skyrmions以及对齐的条纹状畴结构进行成像。这种界面耦合引起的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用估计具有1.0 mJ/m^2的大能量，它可以稳定异质结构中的Néel型skyrmion。这项工作为基于范德华异质结构的skyrmionic器件铺平了道路。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-matter interactions in layered materials and heterostructures: from moiré physics and magneto-optical effects to ultrafast dynamics and hybrid meta-photonics
本文综述了分层二维材料及异质结构中光-物质相互作用的最新进展，涵盖莫尔物理、磁光效应、超快动力学与混合光子集成，并展望其在光电子学和下一代光子器件中的应用潜力。
2024-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Twist and strain identification in moiré heterostructures
Wuhan University（武汉大学）；Key Laboratory of Artificial Micro- and Nano-structures of Ministry of Education（教育部人工微结构和介观物理重点实验室）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；IMDEA Nanoscience（IMDEA纳米科学研究所）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Department of Condensed Matter Physics, Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所凝聚态物理系）；University of Washington（华盛顿大学）；Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系）；Hainan University（海南大学）；Center for Theoretical Physics, Hainan University（海南大学理论物理中心）；School of Physics and Optoelectronic Engineering, Hainan University（海南大学物理与电子工程学院）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
本文建立通用框架，利用莫尔图像提取扭转与应变构型，结合最小弹性能和电子谱估计最可能配置，并示例应变三角形莫尔图案的识别。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré effects in graphene--hBN heterostructures
将石墨烯封装在六方氮化硼中具有几个优点：以这种方式实现了迄今为止报道的最高迁移率，并且通过保护性hBN层使石墨烯的精确纳米结构化变得可行。然而，由于石墨烯和hBN的不同晶格常数，以及由于石墨烯和hBN晶格之间的扭转角，可能会产生微妙的影响。在这里，我们使用一个最近开发的模型，使我们能够执行能带结构和磁输运计算这样的结构，并表明，与适当的摩尔物理的一个很好的协议，可以实现与实验，即使是复杂的结构，如无序的石墨烯，或antidot晶格的单层hBN与相对扭曲角。这种计算对于双电子器件的定量模拟是必不可少的。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Writing and deleting skyrmions with electric fields in a multiferroic heterostructure
磁skyrmions是一种拓扑自旋织构，可作为信息载体用于下一代信息存储和处理。在这样的设备中，对Skyrmions的电场控制是必不可少的，但仍然具有技术挑战性。在这里，使用第一性原理计算和Ginzburg-Landau理论，我们提出了一个可靠的过程中写入和删除skyrmions的电场，在平台上的多铁性异质结构，特别是$\text{Cr}_{2}\text{Ge}_{2}\text{Te}_{6} $ / $ \text{In}_{2}\text{Se}_{3} $异质结构。我们发现电场控制了电极化的强度，并间接影响了磁矩之间的反对称Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。后者是负责的Skyrmion自旋纹理的产生和消除，我们研究了金兹伯格-朗道分析的机制。我们讨论了实空间的Berry曲率，拓扑霍尔效应，可能的量子反常霍尔效应，和其他竞争的磁性结构。这些结果代表了量子技术的例子，并可能在未来的skyrmionics和器件制造的潜在应用。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lattice reconstruction in MoSe$_2$-WSe$_2$ heterobilayers synthesized by chemical vapor deposition
本研究通过原子尺度成像、模拟和光谱方法，揭示了化学气相沉积合成的MoSe$_2$-WSe$_2$异质双层中晶格重构导致莫尔图案消失并形成周期性畴阵列，展示了其在单一原子配准或激子限制应用中的潜力。
2023-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of skyrmionic magnetic textures in two-dimensional vdW materials and their heterostructures
在二维（2D）范德华（vdW）材料中观察到的内禀磁性为探索2D拓扑磁性织构，特别是包括skyrmion及其拓扑等价物的skyrmion磁性织构（SMTs）提供了独特的机会。自从在2D vdW材料及其异质结构中实验发现skyrmion以来，一个关键的挑战在于控制这些SMT将其有趣的功能转化为自旋电子学应用。本文综述了2D vdW单层材料及其异质结构中SMT调制的实验和理论研究进展。除了温度、磁场和样品厚度等基本调制因素外，我们还提出了电流驱动的迁移率和跃迁的实验实现，以及电场对各种磁电调制的理论预测。考虑到vdW层状材料的二维特性，应变和堆叠方式也是调节磁性织构的有效方法。
2023-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
