具有相对转角的原子级薄堆叠而成范德瓦尔斯晶体van der Waals crystals,由此而形成的莫尔图案Moiré patterns,可以产生显著的新物理性质。迄今为止,对莫尔材料的研究仅限于包含不超过几个范德瓦耳斯片的结构,因为局限于单个二维界面的莫尔图案,通常质疑是否可明显地改变块体三维晶体的性质。
今日,美国 华盛顿大学(University of Washington)Dacen Waters, Ellis Thompson,Matthew Yankowitz等,在Nature上发文,实现了双栅器件的传输测量,该双栅器件的构建,主要是基于在薄的块状石墨晶体上,轻微旋转单层石墨烯片而成的。
研究发现,莫尔势改变了整个块体石墨薄膜的电子性质。在零磁场和小磁场中,传输是的组合介导的,即由栅极可调谐莫尔和石墨表面态以及不响应门控的共存半金属体状态。在高场下,由于石墨两个最低朗道带的独特性质,莫尔势与石墨体态混合。这些朗道带,促进了单一准二维混合结构的形成,其中莫尔和块体石墨状态不可避免地混合在一起。研究结果表明,转角石墨烯-石墨是一类新的混合维莫尔材料中的第一种。
Mixed-dimensional moiré systems of twisted graphitic thin films.
转角石墨薄膜的混合维莫尔系统
图1:零场时,Bernal和Moiré石墨比较。
图2:低场磁输运和表面局域态的独立门控。
图3:在高场时,莫尔和块体石墨状态的混合。
图4:具有不同厚度和扭转角石墨薄膜的莫尔改性。
文献链接
Waters, D., Thompson, E., Arreguin-Martinez, E. et al. Mixed-dimensional moiré systems of twisted graphitic thin films. Nature (2023).
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06290-3
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06290-3
本文译自Nature。
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