研究透视：Nature Nanotechnology 石墨烯 | 锂插层

在范德瓦尔斯van der Waals (vdW) 材料中，堆垛工程Stacking engineering是控制量子器件应用中拓扑电子相的有力方法。原子嵌入Atomic intercalation插层技术制备的范德瓦尔斯vDW材料，可以在原子尺度上调制堆垛结构，而无需很高技术操作要求。

今日，日本东京大学(The University of Tokyo) Yukihiro Endo, Ryota Akiyama等，澳大利亚 墨尔本大学（The University of Melbourne）Xue Yan（一作）等，，重庆大学 Meng Li, 唐文新Wen-Xin Tang等，在Nature Nanotechnology上发文，报道了利用原位像差校正的低能电子显微镜结合理论模型，在SiC(0001)晶面上拓扑结构石墨烯/缓冲buffer系统中，锂插层lithium intercalation驱动与堆垛顺序变化相关的动态拓扑畴壁topological domain wall (TDW)运动。

研究观察到，从拓扑交叉点（AA堆垛）开始，然后选择性地延伸到AB堆垛畴的顺序和选择性锂插层。这种锂插层，使畴堆垛顺序局部改变为AA堆垛，进而改变相邻的拓扑畴壁TDW堆垛顺序，连续的插层 intercalation驱动了整个拓扑结构网络的演化。

该项研究，揭示了受堆垛拓扑结构保护的移动拓扑畴壁TDW，为通过原子插层控制堆垛结构奠定了理论基础。这为实现插层驱动的范德华vDW电子器件，开辟了新的途径。

Dynamic topological domain walls driven by lithium intercalation in graphene.
在石墨烯中，锂插层驱动的动态拓扑畴壁。

图1:在SiC(0001)晶面上，外延生长原始石墨烯中的堆垛畴。

图2:动态观察锂插层intercalation和脱嵌。

图3:在石墨烯/缓冲夹层中，区域选择性锂插层。

图4: 固定拓扑交叉topological crossing points，TCP和移动拓扑畴壁topological domain wall，TDW锂插层后，拓扑缺陷的动态演化。

图5:堆垛结构转变和拓扑畴壁TDWs演化的原子级尺度理解。

（小注：范德华（vdW）层状晶体是一类由于vdW间隙中没有强的化学键而只通过层间弱的分子力耦合的材料。通过调节其层间距及堆垛方式可以诱导出现许多重要的物理现象，如超导电性、量子反常霍尔效应和层间激子等。通常可以用于调节晶格参数的方法有interlayer twisting, artificial multilayers stacking, and atomic/molecular intercalation，压力调控等。郑昌喜实验室）

文献链接

Endo, Y., Yan, X., Li, M. et al. Dynamic topological domain walls driven by lithium intercalation in graphene. Nat. Nanotechnol. (2023).

https://doi.org/10.1038/s41565-023-01463-7

https://www.nature.com/articles/s41565-023-01463-7

本文译自Nature。