研究前沿：莫尔超晶格-魔角石墨烯/hBN | Nature Materials

当具有相似周期的莫尔超晶格，彼此干涉时，形成二阶超晶格，从而产生了更大的超晶格周期。这些晶体结构是使用二维材料（如石墨烯和六方氮化硼）设计的，并且在促进相关驱动的拓扑相中，特定排列发挥着至关重要的作用。磁输运实验已经确认了二阶超晶格的特征，。然而，真实空间可视化，仍然尚待开发。

今日，西班牙巴塞罗那科学技术学院（The Barcelona Institute of Science and Technology）Niels C. H. Hesp，Petr Stepanov & Frank H. L. Koppens等，在Nature Materials上发文，通过电子输运测量和低温纳米光电压测量揭示了，双层魔角石墨烯与六方氮化硼紧密排列的二阶超晶格，并通过长程周期性光电压调制进行了证明。

结果表明，即使是微小应变和转角变化，小到0.01°，也会产生二阶超晶格结构的剧烈变化。因此，实空间观测可作为应变和转角的“放大镜”，并可说明双层转角石墨烯中，空间对称性破缺的机制。

Cryogenic nano-imaging of second-order moiré superlattices.
二阶莫尔超晶格的低温冷冻纳米成像。

图1: 温度T=10K时，双层魔角石墨烯magic-angle twisted bilayer graphene ，MATBG/六方氮化硼hBN 二阶超晶格second-order superlattice，SOSL的纳米级光电压测量

图2: 实验观察到了光电压特征和反转对称性破缺的栅极和温度响应。

图3: 电子传输测量。

图4:二阶超晶格性质的计算。

图5: 转角和应变大小函数的二阶超晶格SOSL实空间图。

文献链接

Hesp, N.C.H., Batlle-Porro, S., Krishna Kumar, R. et al. Cryogenic nano-imaging of second-order moiré superlattices. Nat. Mater. (2024).

https://doi.org/10.1038/s41563-024-01993-y

https://www.nature.com/articles/s41563-024-01993-y

本文译自Nature。