Interferences of electrostatic moiré potentials and bichromatic superlattices of electrons and excitons in transition metal dichalcogenides
近年来的实验研究表明，过渡金属二硫属化物（TMD）中电子和激子云纹超晶格在量子多体模拟和量子光学应用中具有巨大的潜力。在这里，我们揭示了在TMDs异质结构的莫尔电位景观有一个静电起源的自发电荷转移的异质界面依赖于原子注册表。这允许通过来自多层中独立可配置的异质界面的莫尔势的干涉来工程化可调谐的多色超晶格。我们展示了MX2/M 'X'2/MX2三层膜中谷电子、空穴和层间三离子的双色莫尔势的例子，这些三层膜可以从多轨道周期性超晶格应变切换到准周期性无序景观。三层莫尔条纹还拥有两个独立配置的中性激子三角形超晶格，具有相反的电偶极子。这些发现极大地丰富了TMDs云纹作为量子模拟平台的通用性和可控性。
2020-12-21 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
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
Observation of Higher-Order Topological States in Acoustic Twisted Moiré Superlattice
扭曲莫尔超晶格（TMS）是具有奇异物理特性的迷人材料。尽管对电子、光子和声子的TMS进行了大量的研究，但从未见过TMS能够呈现出更高阶的能带拓扑。在这里，我们报告的声学TMS高阶拓扑状态的实验观察。通过在耦合声谐振器的双层蜂窝晶格中引入莫尔扭曲，我们发现了一个具有设计的层间耦合的制度，其中出现了具有高阶拓扑结构的相当大的带隙。这种高阶拓扑相位拥有独特的拓扑边缘和角落状态，这可以通过带隙以下的声学布洛赫带的Wannier中心来理解。我们确认实验的高阶带拓扑结构的边缘和角落的状态，使用声学泵浦探测测量的特征。通过理论和实验的补充，我们的研究为TMS的能带拓扑开辟了一条道路。
2021-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optimized Fabrication Procedure for High-Quality Graphene-based Moiré Superlattice Devices
本文提出一种基于改进干法转移的优化制备流程，通过精确控制位置、角度和温度并结合严格筛选与激光烧蚀，解决了石墨烯莫尔超晶格器件中扭转角不均匀和异质应变等难题，实现了高均匀性器件。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of ARPES in Graphene-Based Moiré Superlattices
基于石墨烯的莫尔超晶格现在被确立为强关联多电子物理的有趣平台，并且到目前为止主要通过传输和扫描隧道显微镜（STM）测量来表征。最近的实验进展的动机，我们提出了一个理论模型研究，其目的是评估潜在的角度分辨光电子能谱（ARPES），以解决这些系统中的许多开放的问题。该理论是专门针对六方氮化硼（G/hBN）和扭曲双层石墨烯（TBG）莫尔超晶格上的石墨烯开发的，但很容易推广到石墨烯片中具有活性自由度的任何系统。
2021-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
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
Tunable Correlated Chern Insulator and Ferromagnetism in Trilayer Graphene/Boron Nitride Moiré Superlattice
对强磁场中二维电子系统的研究首次揭示了量子霍尔（QH）效应，这是一种具有有限陈数（C）和手征边缘态的物质拓扑状态。后来，Halfman提出理论，即使在零磁场下，具有整数QH效应的Chern绝缘体也可以出现在具有复杂跳跃参数的晶格模型中。ABC-三层石墨烯/六方氮化硼（TLG/hBN）莫尔超晶格提供了一个有吸引力的平台，以探索陈氏绝缘体，因为它具有几乎平坦的莫尔能带与谷依赖的电可调陈氏数。在这里，我们报告的相关陈绝缘体的TLG/hBN云纹超晶格的实验观察。我们发现，扭转所施加的垂直电场的方向开关TLG/hBN的莫尔波的微带之间的零和有限的陈数，揭示了在磁输运行为的巨大变化。对于调谐为具有有限陈氏数的拓扑孔迷你带，我们专注于1/4填充，对应于每个莫尔晶胞一个孔。当|B| > 0.4 T时，霍尔电阻在h/2 e ~ 2（即C = 2）处被很好地量化。相关的陈氏绝缘体是铁磁性的，表现出显着的磁滞和一个大的异常霍尔信号在零磁场。我们在零磁场下发现C = 2的陈氏绝缘体，这将为在近乎平坦且拓扑非平凡的莫尔迷你带中发现新的相关拓扑态（可能具有新的拓扑激发）提供令人兴奋的机会。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
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
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
Correlated insulator of excitons in WSe2/WS2 moiré superlattices
本研究在WSe2/WS2莫尔超晶格中首次观察到激子形成的玻色子关联绝缘体，并发现其随电荷密度可连续转变为电子关联绝缘体，为工程化玻色子相提供了新平台。
2023-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spontaneous fractional Chern insulators in transition metal dichalcogenides Moire superlattices
在二维异质结构中实现的莫尔超晶格为研究强关联电子态提供了一个令人兴奋的平台。本文研究了具有时间反演对称性和非平凡自旋{/valley}-Chern数的过渡金属二硫属化物（TMD）Moir{é}超晶格。利用实际材料参数和精确对角化方法，我们发现在一定的扭转角和分数填充下，分数陈氏绝缘体，自然{稳定}通过简单地引入库仑排斥。分数量子霍尔系统的时间反演对称性必须被显式破缺，而分数量子霍尔系统的时间反演对称性是自发破缺的。{We结果表明，在相反的山谷中的陈数对比对分数陈绝缘体的性质和相关的低能激发施加了强烈的约束。我们还提出在夹在非线性介质中的TMD Moir{é}超晶格中实现非阿贝尔Moore-Read态。
2021-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Artificial atoms, Wigner molecules, and emergent Kagome lattice in semiconductor moiré superlattices
提出研究莫尔量子物质的理论框架，精确处理莫尔原子内相互作用，发现在填充因子$n=3$时形成维格纳分子并构成涌现的笼目晶格，揭示了动能与相互作用能的普适长度尺度交织产生的丰富相图。
2023-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Moiré quantum chemistry: charge transfer in transition metal dichalcogenide superlattices
过渡金属二硫属化物（TMD）双层膜是近年来发展起来的一种用于研究和设计相关电子物理的可调谐莫尔系统。在这项工作中，通过结合大规模的第一性原理计算和连续介质模型方法，我们提供了一个电子结构理论，映射到双原子晶体的阳离子和阴离子的长周期异质双层TMD超晶格。我们发现，莫尔势和库仑相互作用之间的相互作用导致填充依赖的电荷转移之间的MM和MX区域相距几纳米。我们表明，在最近的实验中发现在半填充的绝缘状态WSe $_2$ /WS $_2$是一个电荷转移绝缘体，而不是莫特-哈伯德绝缘体。我们的工作揭示了摩尔量子化学中简单性的丰富性。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall 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
WSe2/WS2 moiré superlattices: a new Hubbard model simulator
哈伯德模型，最早由物理学家约翰·哈伯德在20世纪60年代提出，是一个简单的理论模型，量子粒子在晶格中相互作用。该模型被认为是捕捉高温超导体，磁绝缘体和其他复杂的涌现量子多体基态的基本物理。虽然哈伯德模型作为大多数真实材料的代表被大大简化，但是除了在一维情况下，它仍然被证明是难以精确求解的。因此，哈伯德模型在二维或三维的物理实现，可以作为量子模拟器，在解决强关联难题中发挥着至关重要的作用。本文通过研究角取向的WSe 2/WS 2双层膜，得到了二维三角晶格哈伯德模型的量子相图。我们通过测量光学响应对面外磁场和门调谐载流子密度的依赖性来探测系统的电荷和磁性。在第一个空穴莫尔超晶格带的半填充处，我们观察到一个具有反铁磁Curie-Weiss行为的Mott绝缘态，正如哈伯德模型在强相互作用区域所预期的那样。超过半填充，我们的实验表明，反铁磁顺磁量子相变附近0.6填充。我们的研究结果建立了一个新的基于莫尔超晶格的固态平台，可用于模拟三角晶格哈伯德模型所表现的强关联物理中的突出问题。
2019-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
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
Gate-tunable chiral spin mode in WSe2/WS2 moiré superlattices
本文在近0°扭转WSe2/WS2莫尔超晶格中发现栅极可调手性自旋模式，通过填充调控实现手性自旋激子到激子极化子的转变，并证实填充因子为1时的电荷转移绝缘体，展示了该体系在探索低能集体激发方面的潜力。
2025-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Evidence of Gate-Tunable Mott Insulator in Trilayer Graphene-Boron Nitride Moiré Superlattice
莫特绝缘体在强关联物理学中起着核心作用，其中排斥库仑相互作用支配电子动能，并导致绝缘状态，其中一个电子占据每个晶胞。掺杂的莫特绝缘体通常用Hubbard模型3来描述，它可以引起其他相关的现象，如异常的磁性，甚至高温超导性。一种可调的莫特绝缘体，其中库仑相互作用和动能之间的竞争可以在原位改变，可以为莫特物理的研究提供一个宝贵的模型系统。在这里，我们报告了这种可调莫特绝缘体的ABC三层石墨烯（TLG）和六方氮化硼（hBN）异质结构与莫尔超晶格的实现。与单层石墨烯中的无质量狄拉克电子不同，原始ABC TLG中的电子具有四次能量色散和大有效质量的特征，这有利于强相关现象。TLG/hBN异质结构中的莫尔超晶格导致栅极可调谐的窄电子能带。由于石墨烯的自旋和谷简并性，每个填充的迷你带在一个莫尔晶格位点中包含4个电子。莫特绝缘体态出现在1/4和1/2填充处，分别对应于每个位置一个电子和两个电子。此外，ABC TLG/hBN异质结构中的Mott态表现出前所未有的可调谐性：Mott带隙可以通过垂直电场原位调制，同时，电子掺杂可以被栅极调谐以填充从一个Mott绝缘态到另一个Mott绝缘态的能带。我们对可调莫特绝缘体的观察为探索二维莫尔超晶格异质结构中的新型强关联现象提供了令人兴奋的机会。
2019-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Measurements of Correlated Insulator Gaps in a Transition Metal Dichalcogenide Moiré Superlattice
本研究利用微波阻抗显微术并借助石墨烯 Landau 量子化，直接测量双栅 WS2/WSe2 莫尔双层中多种关联绝缘态的热力学能隙，发现其对外加电场不敏感。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
PyAtoms: An interactive tool for simulating atomic scanning tunneling microscopy images of 2D materials, moiré systems and superlattices
本文提出交互式开源软件PyAtoms，基于傅里叶空间描述快速模拟二维材料、莫尔系统和超晶格的STM及SPM图像，支持调节晶格与成像参数以高效规划实验，并展示了多种材料的模拟结果。
2025-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
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
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
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
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
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
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
Realization of one-dimensional electronic flat bands in an untwisted moire superlattice
二维电子平带及其诱导的相关电子相互作用已被发现，探测，并在六角形范德瓦尔斯莫尔超晶格的层间区域的调谐。然而，利用二维莫尔干涉制作各向异性一维关联带仍然是一个挑战。在这里，我们报告了一个实验发现的费米能级附近的一维电子平带的各向异性的矩形莫尔超晶格组成的原位生长，VDW堆叠两个原子层厚的Bi（110）以及对齐的SnSe（001）衬底。排列的Bi和SnSe锯齿形原子链之间的外延晶格失配导致强的三维各向异性原子弛豫，并具有相关的一维面外和面内应变分布，其在Bi（110）层的电子带中表示，其特征在于由扫描探针显微镜和密度泛函理论联合。在离面剪切应变最强的区域，实验观察到一系列费米能级附近的一维平坦带，并在我们的计算中得到了定义。我们建立了一维平带可以出现在莫尔超晶格中的相对层扭曲的情况下，但仅仅通过晶格应变。我们推广了利用晶格失配矩形异质双层膜中的应变来设计相关各向异性电子带的策略。
2022-06-19 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
Tunable Luttinger liquid and correlated insulating states in one-dimensional moiré superlattices
针对一维莫尔超晶格研究不足、半填充卢廷格液体相关理论预测难观测的问题，本研究制备hBN衬底碳纳米管一维莫尔超晶格，通过电输运测量观测到关联绝缘态与强关联特征的T线性电导，实现了宽填充区间可调卢廷格液体研究。
2025-11-16 cond-mat.mes-hall 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
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
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
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
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
Nematicity with a twist: rotational symmetry breaking in a moiré superlattice
受扭曲双层石墨烯（TBG）中有序排列的最新报道的启发，我们研究了三角形莫尔超晶格自由度对向列性的影响。在TBG中，序参量不是像四元晶体那样的伊辛型，而是具有与莫尔超晶格的三重旋转对称性（$C_{3z}$）相关的三态Potts特征。我们发现，即使在静态应变的存在下，明确打破了$C_{3z}$对称性，系统仍然可以进行向列型触发器相变，自发地打破面内的双重旋转。此外，弹性波动，表现为声学声子，介导的nemato-orbital耦合，绑定的方向的指向矢的某些软方向在动量空间，使Potts-Potts-transition平均场和一阶。与刚性晶体的情况相反，在莫尔超晶格的情况下，与这些软方向相关的费米表面热点最大程度地耦合到低能的涨落。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Stripe phases in WSe2/WS2 moiré superlattices
条纹相，其中电荷密度的旋转对称性自发破缺，发生在许多强关联系统与竞争的相互作用。一个代表性的例子是氧化铜超导体，其中条纹顺序被认为与高温超导机制有关。然而，由于这些材料的复杂性和有限的可调谐性，识别和研究传统强相关系统中的条纹相位是具有挑战性的。在这里，我们发现条纹相WSe 2/WS 2莫尔超晶格连续栅极可调的电荷密度相结合的光学各向异性和电子压缩性测量。我们发现强的电子各向异性在一个大的掺杂范围内达到峰值在1/2填充的莫尔超晶格。1/2态是不可压缩的，并被分配到（绝缘）条纹晶体相。在35 K附近，它可以被热涨落连续熔化.通过宽场成像揭示的畴结构显示出沿着莫尔超晶格的高对称轴的优先排列。远离1/2填充，我们观察到额外的条纹晶体在相称的填充1/4，2/5和3/5。各向异性也延伸到可压缩制度的系统在不相称的填充，表明电子液晶状态的存在。所观察到的填充相关的条纹相符合理论相图的扩展哈伯德模型上的三角形晶格在平坦的带限。我们的研究结果表明，二维半导体莫尔超晶格是一个高度可调的平台，研究条纹相及其与其他对称性破缺基态的相互作用。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall 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
Charge-order-enhanced capacitance in semiconductor moiré superlattices
范德瓦耳斯莫尔材料已经成为研究电子相关现象的高度可控平台。特别是，最近已经发现了强大的相关绝缘状态的半导体莫尔系统的整数和分数填充因子。在这里，我们揭示了这些状态的热力学性质，通过测量MoSe 2/WS 2莫尔超晶格的栅极电容。我们观察到一系列的不可压缩状态的填充因子0 - 8和巨大的电容（近60%以上的设备的几何电容）在干预可压缩区域。在小填充因子、低于电荷有序态的熔化温度和小的样品-栅极间隔下，非常大的电容最明显。它是电子之间的库仑相互作用和电荷有序态的相位混合的表现。我们进一步提取了相关绝缘态的热力学能隙和电容器件的熵。结果不仅建立了电容作为一个强大的探针的相关状态在半导体莫尔系统，但也表明控制扩展库仑相互作用在这些材料通过样品栅极耦合。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
