Nano Lett.:低角度扭转双层石墨烯中局部亚角度晶格旋转的实空间成像

北京师范大学何林教授团队报道了通过在上层引入小周期的莫尔超晶格,利用莫尔的放大效应,直接在实空间成像了小转角双层石墨烯由于重构导致的局域晶格旋转,为研究范德华体系的结构重构提供了一种通用方法。除此以外,他们发现下层小转角石墨烯中的局域晶格旋转还周期性地调制了体系的能带结构,这就意味着晶格重构不仅对结构有影响,对体系的电学性质也有很强的调制作用,相应结果得到了理论计算的支持。

Nano Lett.:低角度扭转双层石墨烯中局部亚角度晶格旋转的实空间成像

成果介绍

在小转角双层石墨烯(TBG)中,层间范德华堆垛能与层内弹性能之间的相互竞争会使TBG不再是简单的刚性堆垛,而是发生原子级的晶格重构。理论计算表明TBG的晶格重构是通过局域晶格的微小旋转来完成的,然而要探测到这种局域晶格旋转需要极高的空间分辨率,这对实验来说是一个巨大的挑战。

有鉴于此,北京师范大学何林教授团队报道了通过在上层引入小周期的莫尔超晶格,利用莫尔的放大效应,直接在实空间成像了小转角双层石墨烯由于重构导致的局域晶格旋转,为研究范德华体系的结构重构提供了一种通用方法。除此以外,他们发现下层小转角石墨烯中的局域晶格旋转还周期性地调制了体系的能带结构,这就意味着晶格重构不仅对结构有影响,对体系的电学性质也有很强的调制作用,相应结果得到了理论计算的支持。

图文导读

Nano Lett.:低角度扭转双层石墨烯中局部亚角度晶格旋转的实空间成像

图1. 利用上层莫尔来放大下层TBG局域晶格旋转的示意图。

Nano Lett.:低角度扭转双层石墨烯中局部亚角度晶格旋转的实空间成像

图2. 双莫尔超晶格的STM形貌表征。

Nano Lett.:低角度扭转双层石墨烯中局部亚角度晶格旋转的实空间成像

图3. 通过上层莫尔放大的局部晶格旋转的实空间成像。

Nano Lett.:低角度扭转双层石墨烯中局部亚角度晶格旋转的实空间成像

图4. TBG中结构重构引起的电学性质的空间调制。

文献信息

Real-Space Mapping of Local Subdegree Lattice Rotations in Low-Angle Twisted Bilayer Graphene

(Nano Lett., 2023, DOI:10.1021/acs.nanolett.2c04710)

文献链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c04710

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