研究前沿：Nature Materials-石墨烯，可控原子级重构

原子级重构Atomic reconstruction，广泛应用于小扭曲角二维范德华van der Waals结构。这种不寻常行为，会产生许多新奇的物理现象，包括强电子关联、自发铁磁性和拓扑保护态。然而，原子级重构，通常自发地发生，仅表现出单一的稳定状态。

今日，清华大学李群仰Qunyang Li，冯西桥Xi-Qiao Feng，马天宝Tianbao Ma团队Shuai Zhang，Qiang Xu，Aisheng Song等，国家纳米科学中心刘璐琪Luqi Liu团队Yuan Hou，北京科技大学高磊Lei Gao团队Yuan Ma等，在Nature Materials上发文，报道利用导电原子力显微镜conductive atomic force microscopy，对小角度扭曲的单层-多层石墨烯，存在两个具有不同堆叠顺序和应变孤子结构的亚稳态重构态。研究证明了，这两个重构状态可以可逆地切换，并且切换可以以一种不寻常的多米诺骨牌方式自发传播。借助晶格分辨的导电原子力显微镜成像和原子模拟，确定了应变孤子网络的详细结构，并将相关传播拓展机制，归因于孤子之间的强机械耦合。这种双稳态的精细结构，对于理解微小扭曲的范德瓦尔斯结构独特性质，是至关重要的，而开关机制，为调控其堆叠态，提供了一种可行的方法。

Domino-like stacking order switching in twisted monolayer–multilayer graphene.
扭曲单层-多层石墨烯中的多米诺式堆叠顺序转换

图1：扭曲单层-多层石墨烯的可逆堆叠顺序转换。

图2：堆叠顺序切换的可能路径分析。

图3：MD模拟和基于DFT的ACQ模型计算结果。

图4：堆叠顺序切换的切换和拓展。

在扭曲的单层-多层石墨烯中，研究发现反向堆叠顺序和不同应变孤子网络strain soliton networks的双稳堆叠态bistable stacking states。研究发现网络中的孤子是强耦合的，使得单个孤子上的局部机械扰动，可以自发地以类似多米诺骨牌的方式传播，从而切换整个网络。通过引入拓扑缺陷，可以局部限制开关，以人为地重塑或调控双稳堆叠态的模式，这为研究复杂扭曲范德华结构的丰富物理性质，提供了一个很有前途的平台。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41563-022-01232-2

DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-022-01232-2

本文译自Science。