Moiré Magnetic Exchange Interactions in Twisted Magnets
在范德瓦尔斯磁体中,除了莫尔超晶格外,扭曲还可以产生莫尔磁交换相互作用。然而,由于极端的复杂性和扭转角依赖的敏感性,所有现有的模型都无法捕捉到MMEIs,阻碍了对MMEIs诱导的新物理的理解。在这里,我们开发了一个微观莫尔自旋哈密顿,使有效的描述MMEIs通过滑动映射的方法在扭曲的磁体,如在扭曲的双层CrI 3。出乎意料的是,我们发现MMEIs的出现可以创造一个前所未有的磁Skyrmion泡(SkB)与非反转螺旋,命名为莫尔型SkB,代表一个独特的自旋织构单独产生的MMEIs,并准备在当前的实验条件下检测。重要的是,SkBs的大小和数量可以通过扭曲角进行精细控制,这是基于skyrmion的量子计算和信息存储的关键步骤。此外,我们发现,MMEIs可以有效地操纵基板诱导的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用,调制扭曲角依赖的磁相图,解决了以前的理论和实验之间的突出分歧,并验证了我们的理论。
2023-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Precise Twist Angle Determination in twisted WSe2 via Optical Moiré Phonons
University of Münster(明斯特大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);National Institute for Material Science(国立材料研究所)
研究通过结合侧向力显微镜和微拉曼光谱技术,精确测定扭曲WSe2中扭角的横向变化,利用光学莫尔声子的敏感性实现亚0.3度的精度和亚微米分辨率。
2025-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Optical properties and plasmons in moiré structures
本文综述石墨烯、hBN及TMDCs莫尔结构的光学响应与等离激元研究,涵盖理论方法、非扭转和扭转体系及多体效应。
2024-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced Moiré Reconstruction and Memorization in Two-Dimensional Materials without Twist
提出一种通过受控异质应变在无扭转二维材料中产生莫尔干涉的新方法,实现高良率、可记忆的莫尔周期与对称性调控,突破传统扭转堆叠的制备瓶颈。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Band-unfolding approach to Moirè-induced band-gap opening and Fermi-level-velocity reduction in twisted bilayer graphene
采用紧束缚模型中的能带展开方法,研究了扭曲双层石墨烯(tBLG)中电子的能谱。我们发现在倒易空间中的特定点处的带隙开口,这说明了在tBLG中费米能级速度随着微小的扭曲角而急剧减小。我们发现两个石墨烯层的扭曲所引起的莫尔条纹产生狄拉克锥之间的相互作用,否则不存在,并且所产生的锥-锥相互作用在倒易空间中的每个点所特有的,导致能隙,从而降低费米能级速度。
2016-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Robust Super-Moiré in Large Angle Single-Twist Bilayers
本文提出利用接近公度角的单一扭转角,在大角度过渡金属二硫化物双层中自发形成周期性公度莫尔堆叠,从而构建稳健且波长可控的超莫尔结构,实现平带工程。
2025-02-24 cond-mat.mtrl-sci
The Structure and Local Variations of the Graphene Moiré on Ir(111)
利用动态低能电子衍射仪(LEED-I(V))和非接触原子力显微镜(AFM)研究了在铱(111)衬底上外延生长的石墨烯的无公度莫尔结构。我们的LEED-I(V)结果给出了表面单胞中所有原子的平均位置,并与用密度泛函理论(DFT)得到的结构定性一致。AFM实验揭示了莫尔结构的局部变化:在42和56 pm之间的几个莫尔晶胞上,折射率平滑地变化。我们将这些变化归因于莫尔对称位点和底层基底之间的不同注册表。我们还观察到孤立的异常值,其中莫尔条纹顶部位置可以被额外的10 pm抵消。这项研究表明,原子力显微镜成像可用于直接产生的局部表面形貌与pm精度,即使在不相称的2D结构与不同的化学反应。
2013-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable moiré magnetism in twisted double bilayers of chromium triiodide
本文报道了CrI3扭转双双层中电可调的莫尔磁性,通过磁光克尔显微镜观测到反铁磁与铁磁共存,并展示了电压辅助磁翻转,实现了对磁态的多种调控。
2024-08-02 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
An atomistic insight into moiré reconstruction in Twisted Bilayer Graphene beyond the magic angle
本文通过理论与数值分析揭示扭曲双层石墨烯在高于魔角时仍存在显著的莫尔重构,并提出追踪莫尔胞随应变演化的方法,为扭曲电子学应用提供关键理解。
2023-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Moiré Strain Skyrmions in Sliding Twisted Bilayers
Tongji University(同济大学)
本文通过连续弹性模型和对称性分析,提出了一种纯机械的莫尔应变斯格明子,其运动可通过层间滑动和双层手性控制,并表现出斯格明子霍尔效应,为手性材料信息传输器件提供了新范式。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci
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
Epitaxial hexagonal boron nitride on Ir(111): A work function template
六方氮化硼(h-BN)是二维材料生长家族中的重要成员,其潜在应用范围从其他二维材料的原子光滑支撑到分子层的模板生长。我们利用低温扫描隧道显微镜(STM)和光谱(STS)实验以及最先进的密度泛函理论(DFT)计算研究了化学气相沉积法在Ir(111)衬底上生长的h-BN单层结构。h-BN和Ir(111)表面之间的晶格失配导致形成周期为$\sim$ 29 μ m和周期为$\sim$ 0.4 μ m的莫尔超结构。通过测量h-BN层上方的场发射共振,我们发现$\sim$ 0.5 eV的莫尔晶胞内的功函数的调制。13-on-12 h-BN/Ir(111)晶胞的DFT模拟证实了我们的实验结果,并使我们能够将功函数的变化与摩尔单元晶胞内硼和氮原子与底层衬底原子之间相互作用的细微变化联系起来。Ir(111)上的面元氮化硼结合了弱的地形起伏和莫尔晶胞上的强功函数调制。这使得h-BN/Ir(111)成为电子调制薄膜和异质夹层结构的潜在衬底。
2014-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Strong structural and electronic coupling in metavalent PbS moire superlattices
莫尔超晶格是一种扭曲的双层材料,其中可调的层间量子限制提供了新的物理和新的器件功能。以前,莫尔超晶格仅使用具有弱范德华相互作用的材料构建,并且合成具有强层间化学键合的莫尔超晶格被认为是不切实际的。本文以硫化铅为例,报道了一种通过强化学键耦合合成莫尔超晶格的方法。我们使用水溶性配体作为可移动的模板,以获得独立的超薄PbS纳米片,并组装成直接接触的双层具有不同的扭曲角。原子分辨率成像显示,由于强的间价耦合,在超晶格界面处出现了周期性的莫尔结构重构。电子能量损失谱和理论计算共同揭示了扭曲角26依赖的电子结构,特别是在小扭曲角的出射分离的平带。平带的局域态类似于有序排列的量子点,有望在器件中得到应用。这项研究为探索莫尔超晶格中的深层能量调制打开了一扇新的大门。
2022-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Geometric origins of topological insulation in twisted layered semiconductors
二维材料的扭曲双层膜是研究强关联电子相的一个良好基础。这是因为由层之间的相对扭曲引入的莫尔图案引入了导致电子局域化的长波长有效电势。在这里,我们开发了一个广义的连续模型的电子结构的莫尔图案,基于第一性原理计算和定制捕捉扭曲双层2D半导体的物理。我们将此模型应用到一个数据库的18个二维晶体,涵盖了一系列的原子弛豫和电子结构的功能。这些材料中的许多在一定的扭曲角范围内具有拓扑绝缘(TI)莫尔带,其源自三角形和六边形莫尔图案之间的竞争,由扭曲角调谐。拓扑相位出现在与最大平坦莫尔带相同的范围内。
2021-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Emerging Ferroelectric Domains: Stacking and Rotational Landscape of MoS2 Moire Bilayers
本研究通过分子动力学模拟系统探究了MoS2双层中堆叠顺序与扭转角的综合效应,发现初始堆叠显著影响莫尔畴构型,并揭示了不同堆叠类在特定角度下产生铁电畴的规律,证明了堆叠顺序在调控扭曲电子学系统莫尔景观中的关键作用。
2025-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Moiré lattice of twisted bilayer graphene as template for non-covalent functionalization
本研究提出利用扭转双层石墨烯的莫尔晶格作为模板,通过HATCN分子实现非共价功能化的空间调控,并借助拉曼光谱与DFT计算揭示其机制,为二维材料纳米图案化设计提供新途径。
2024-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Square Moiré Superlattices in Twisted Two-Dimensional Halide Perovskites
该研究利用离子相互作用在无配体卤化物钙钛矿中构建方形莫尔超晶格,在约10°扭转角下观察到局域亮激子与增强发射,为室温莫尔物理研究开辟新途径。
2023-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Why twisting angles are diverse in graphene Moire patterns?
用分子力学方法研究了扭曲双层石墨烯的层间能量,采用了配准势和Lennard-Jones势。两种电位都表明,除了在两个边界区域$θ\approx 0$或$60^{\circ}$中,层间能量与扭转弧长的平方成比例外,层间能量与扭转角$θ$无关。用单原子模型成功地解释了计算结果。从我们的研究结果中得到的一个重要信息是,从能量的角度来看,在实验双层石墨烯样品中没有对扭曲角度的偏好,这实际上解释了实验中多样化的扭曲角度。
2013-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Registry-dependent potential energy and lattice corrugation of twisted bilayer graphene from quantum Monte Carlo
本研究利用量子蒙特卡洛模拟精确评估扭转双层石墨烯的注册依赖势能,发现DFT方法在魔角附近波纹误差可达2倍,进而影响平带带宽约30%并改变其简并性。
2023-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A topologically-derived dislocation theory for twist and stretch moiré superlattices in bilayer graphene
我们发展了一个连续位错描述的扭曲和拉伸莫尔超晶格的二维材料双层。连续体公式是基于与莫尔结构相关联的周期性位错网络引入的拓扑约束。该方法是基于解析求解满足拓扑约束的结构变形和位移场,并使总能量最小化。总能量由每个单独的畸变层的应变能和由堆垛错配引起的Peierls-Nabarro界面贡献来描述。在两种贡献的竞争中,形式主义内部自然产生了错位核心。这里提出的方法捕获的结构和能量的扭曲和拉伸莫尔超晶格的位错与任意方向和字符,而不假设一个解析解的先验,没有可调的参数,同时自然占位错位错图像的相互作用。在比较原子模拟使用经典的潜力,最大的结构偏差为6%,而最大的线能量偏差为0.019 eV/埃。我们的模型的几个应用,包括预测的结构与扭转角的变化,并描述位错线张力和结能量。
2020-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Deep-learning Hamiltonian reveals twist-tunable flat bands and nonlinear photocurrents in SrTiO3 moire bilayers
Jilin University(吉林大学);Suzhou Laboratory(苏州实验室);Technische Universität Darmstadt(达姆施塔特工业大学)
研究通过结合密度泛函理论与DeepH-E3框架,探究扭曲双层SrTiO₃的电子结构和光学响应。经训练模型应用于不同扭转角双层,发现减小扭转角使价带变平,还评估了多种响应,结果显示扭转工程可控制氧化物莫尔系统的电子和光电响应。
2026-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Moire Topological Magnetism Twist-Engineered from 2D Spin Spirals
Shandong University(山东大学);University of Nebraska(内布拉斯加大学)
通过扭角工程化二维自旋螺旋,实现无外部磁场的拓扑磁性,为自旋电子学提供新方法。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
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
The moiré potential in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
莫尔超晶格是新兴现象的游乐场,如带态的局部化,超导性和激子的局部化。这些超晶格很大,并且通常在零角极限下建模,这掩盖了有限扭转角的影响。在这里,通过第一性原理计算,我们量化的扭曲角的摩尔势在MoS $_2$ homobilayer的依赖性,并确定从摩尔势的组成元素的贡献。此外,通过考虑零角极限配置,我们表明,摩尔势是相当均匀的过渡金属二硫属化物(TMD),并简要讨论了单独的影响,电位移动和杂化的双层杂化激子。我们发现,在TMDs的莫尔电位表现出的静电分量和杂化组件,这是交织在一起,并在布里渊区的不同部分有不同的相对强度。莫尔势的静电分量是变化的偶极场,其具有强的扭转角依赖性。在某些情况下,杂交分量可以被解释为隧穿速率,但该解释通常不适用于整个布里渊区。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of square-like moire lattice and quasicrystalline order in twisted rock-salt nitrides
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室);Department of Physics & Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学与光电技术学院材料科学与光学电子工程中心);School of information Science and Engineering, Shandong Agricultural University(山东农业大学信息科学与工程学院);Department of Physics, Southern University of Science and Technology(南方科技大学物理系)
研究通过扭曲双层CrN实现方形莫尔晶格和准晶序,为探索氮化物异质结构中的相关现象提供新平台。
2025-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant moire trapping of excitons in twisted hBN
范德华(vdW)堆叠界面中的激子可以被捕获在有序的莫尔势阵列中,从而引起量子光学和玻色子多体效应的吸引力现象。与目前流行的过渡金属二硫属化物(TMD)体系相比,由于具有宽禁带和低介电常数的特性,扭曲堆叠的六方氮化硼(hBN)中的激子被捕获在更深的莫尔势中,增强了相互作用的强度。然而,由于深紫外(DUV)波段弱光发射的低探测率,twisthBN中的莫尔激子仍然难以捉摸。在这里,我们报告说,一个显着的DUV发射带(峰值位于~260 nm)只出现在扭曲的hBN的堆叠区域,这是由高收集效率和空间分辨阴极射线发光(CL)在室温下进行。与体相hBN的缺陷束缚激子相比,显著的峰红移表明了激子的莫尔势的巨大捕获效应。深陷激子的观测激发了基于twist-hBN系统的玻色子强关联物理的进一步研究。
2021-12-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantum spin Hall effect from multi-scale band inversion in twisted bilayer Bi$_2$(Te$_{1-x}$Se$_x$)$_3$
莫尔材料由于其高度的可调谐性而成为近年来材料科学中最活跃的领域之一,其独特的性质源于莫尔尺度结构调制。在这里,我们提出了扭曲双层$_2$(Te $_{1-x}$ Se $_x$)$_3$作为一种新的莫尔材料,其中莫尔尺度调制诱导拓扑相变。我们发现,在扭曲双层Bi $_2$(Te $_{1-x}$ Se $_x$)$_3$,一个拓扑绝缘体域和一个正常的绝缘体域共存的莫尔晶格结构,域边界上的边缘状态,使几乎平坦的带,占主导地位的材料性能。边缘状态进一步有助于莫尔尺度带反转,导致莫尔尺度拓扑状态。存在相应的莫尔尺度边缘状态,并且它们可以说是“边缘状态的边缘状态”,这是扭曲双层Bi $_2$(Te $_{1-x}$ Se $_x$)$_3$的独特特征。我们的研究结果不仅提出了扭曲双层Bi $_2$ Te $_3$ -族中新的量子相,而且表明堆叠敏感拓扑材料的扭曲为寻找新的量子材料和器件铺平了道路。
2022-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamically tunable moiré Rydberg excitons in a monolayer semiconductor on twisted bilayer graphene
莫尔激子是二维半导体中具有深莫尔超晶格势的光激发。虽然这些激发已经在几个平台中实现,但具有动态可调莫尔势以定制莫尔激子性质的系统尚未实现。在这里,我们提出了一个连续可调的莫尔电位在单层WSe 2,使其接近扭曲的双层石墨烯(TBG)附近的魔角。由于其平坦的电子能带,电荷分布是高度局域化的,并在TBG中形成三角形晶格。通过静电门控调节局部电荷密度,TBG因此提供了用于调制单层激子波函数的空间变化和动态可调的介电超晶格。通过光学反射光谱,我们观察到出射莫尔激子里德堡分支在单层WSe 2与掺杂TBG后增加的能量分裂。扭曲角的依赖性表明,观察是由于明亮和黑暗的里德伯态之间的杂交,使莫尔电位。此外,在魔角1.1°附近,由于TBG中强关联态的形成,莫尔里德堡激子在掺杂后形成了一种双折射模式.我们的研究提供了一个新的平台,工程莫尔激子,以及光学可达性的电子态与小关联隙TBG。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydration-controlled twist forms a moiré glass in charge-frustrated layered silicates
Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Stanford University(斯坦福大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校)
研究发现蒙脱石通过水合态调控层间扭转角(1-2°、4°、10°),形成长波长莫尔超晶格但无长程有序,定义为莫尔玻璃,晶格电荷无序稳定角度偏好,水合作用可编程调控扭转。
2026-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Robust flat bands in twisted trilayer graphene quasicrystals
本文通过直接空间成像和理论计算,证明扭转三层石墨烯准晶体中存在平带,并揭示其局域化对称性随区域变化,为在准周期系统中研究关联物理提供了实验基础。
2024-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Interlayer Exciton Diffusion in Twist-Angle-Dependent Moiré Potentials of WS$_2$-WSe$_2$ Heterobilayers
半导体范德华异质结构中的莫尔条纹引入的纳米级周期势为设计激子超晶格提供了一个新的平台。为了实现这些应用,有必要深入了解层间激子在莫尔势中的定域和离域。在这里,我们研究了层间激子动力学和传输调制的摩尔势在WS $_2$ -WSe $_2$异质双层膜在时间,空间和动量域使用瞬态吸收显微镜结合第一性原理计算。实验结果验证了理论预测的能量有利的K-Q层间激子和解开激子布居动力学是由扭曲角依赖的K-Q和K-K激子之间的能量差控制。空间和时间分辨的激子群体成像直接可视化激子本地化的扭曲角相关的摩尔势~100 meV。激子输运由于莫尔势和强多体相互作用之间的相互作用而显著偏离正常扩散,导致激子密度和扭转角依赖的扩散长度。这些结果对于设计用于激子和自旋输运以及量子通信应用的VDW异质结构具有重要意义。
2019-10-07 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
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
Real-Space Imaging of Moiré-Confined Excitons in Twisted Bilayer MoS$_2$
University of Twente(特温特大学);Utrecht University(乌得勒支大学);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构);Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas(巴西物理研究センター)
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
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
Moiré Collapse and Luttinger Liquids In Twisted Anisotropic Homobilayers
本文提出扭曲各向异性同质双层作为一类独特的莫尔系统,发现大扭曲角下莫尔晶胞和布里渊区坍塌的“魔角”现象,基于第一性原理建立连续模型,揭示了坍塌点附近涌现的Luttinger液体等强关联态。
2025-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magneto-Moiré Excitons in Twisted Bilayer CrSBr
University of Michigan(密歇根大学);ITMO University(ITMO大学);The University of Texas at Dallas(德克萨斯大学达拉斯分校);Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院);University of Iceland(冰岛大学)
本研究在双层CrSBr中观测到磁莫尔激子,揭示了莫尔自旋纹理与光学激发的耦合机制,为磁光传感和拓扑控制提供了新平台。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Restriction of macroscopic structural superlubricity due to structure relaxation by the example of twisted graphene bilayer
本文采用 Kolmogorov–Crespi 势研究扭转双层石墨烯,发现结构弛豫在大莫尔单胞中可使势能面起伏增大数个数量级,从而限制宏观结构超润滑性。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Moiré quantum well states in tiny angle two dimensional semi-conductors
在微小的角度扭曲的双层膜的MoS $_2$和磷的价带边缘被示出由高度本地化的能级创建的“莫尔量子阱”,即捕获的层间莫尔电位。这些近似均匀间隔的能级表现出丰富的调制电荷密度,在价带最大值处变得超局域化。这种水平的数量和间距是可控的扭曲角和层间相互作用的强度,这表明在二维扭曲半导体量子点的“摩尔工程”有序阵列的可能性。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Observation of Moire potential in Twisted Hexagonal Boron Nitride Layers by Electron Microscopy
本文利用化学剥离制备原子级清洁的扭转六方氮化硼纳米层,通过像差校正高分辨率透射电子显微镜结合快速傅里叶逆变换重建莫尔势,揭示层间原子重叠决定其周期性与分布,为莫尔超晶格研究提供了通用观测策略。
2025-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Moiré magnons in twisted bilayer magnets with collinear order
我们探讨了下一个最近邻Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的扭曲双层磁体中的莫尔磁振子带,假设在弱层间耦合下保持面外共线磁序。通过对四种典型情况的磁振能带结构和拓扑Chern数的计算,我们发现:(1)谷莫尔带在很宽的连续扭转角范围内都是非常平坦的,(2)最低的几个平坦带的拓扑Chern数随扭转角的变化很大;双层反铁磁体中最低的几个拓扑平带在横向上具有非平凡的热自旋输运;这些特性使得扭曲双层磁体成为研究摩尔电子的磁振子对应物的理想平台,其中磁振子和电子之间的统计差异导致了全新的物理行为。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electrically Tunable Localized versus Delocalized Intralayer Moiré Excitons and Trions in a Twisted MoS$_2$ Bilayer
在扭曲的范德华同质和异质结构中,莫尔超晶格诱导的子带控制着它们的光学和电学性质,从而产生额外的自由度,如扭曲角。在这里,我们证明了在扭曲的双层的H型堆叠在边缘扭曲角的MOS $_2$层内激子和trions的云纹超晶格效应。我们确定的发射从本地化和多个离域子带的层内莫尔激子,并显示其电调制相应的trion形成。莫尔激子的振子强度的电控制也导致共振拉曼散射的强可调谐性。我们发现,栅极诱导的掺杂显着调制的电子莫尔电位,但离开激子莫尔约束不变。这种效应,再加上通过调节光激发密度的可变莫尔陷阱填充,使我们能够描绘出局域和离域莫尔条纹的不同相位。我们证明了莫尔激子表现出强烈的谷相干性,在一个惊人的非单调的W-形状与门控由于运动变窄的变化。这些观察从同步静电控制的准粒子依赖的莫尔势将导致在莫尔超晶格中的可调谐多体现象的激发效应。
2022-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Moiré and beyond in transition metal dichalcogenide twisted bilayers
通过堆叠相同或不同的二维(2D)层来制造范德华(vdW)双层异质结构(BL-HS)提供了具有丰富的电子和光学性质的独特物理系统。组件层之间的扭转角已经成为一个显着的参数,可以控制横向约束的周期,以及在倒易空间中的激子(库仑束缚的电子-空穴对)的性质,从而产生奇异的物理状态,包括莫尔激子。在这篇综述文章中,我们集中在过渡金属二硫族化物(TMD)半导体扭转BL-HS中激子的光电性质。我们看看现有的证据莫尔激子在本地化和强相关的状态,并在纳米级的莫尔超晶格和晶格重构映射。这篇评论将有助于指导社区以及激励工作领域,如近场光学测量和控制新的物理状态的创建。
2020-12-16 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
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
Prediction of polarization vortices, charge modulation, flat bands, and moiré magnetism in twisted oxide bilayers
本文利用密度泛函理论预测扭转 SrTiO3 双层中存在极化涡旋、莫尔周期电荷调制、大角度平带及空穴诱导的 d0 莫尔磁性。
2024-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el