具有可控角度的宏观均匀二维莫尔超晶格

《Journal of the American Chemical Society》：Macroscopic Uniform 2D Moiré Superlattices with Controllable Angles

范德华超晶格高效制备与表征技术及其应用拓展。采用新策略实现厘米级高一致性混合维数扭转双层超晶格，突破传统胶带剥离法的效率低、尺寸小等局限，在过渡金属二卤化物、石墨烯和六方氮化硼等材料中验证成功。通过低能电子衍射和光电子能谱首次揭示扭转超晶格背折能带结构，为 twists 设备量产奠定基础。

　　

通过精确堆叠范德华（vdW）层制备的莫尔超晶格，在探索强关联性和拓扑现象方面具有巨大潜力。然而，这些应用一直受到传统制备方法的限制：即使用 Scotch 胶带剥离单层材料并进行堆叠，但这种方法存在效率低、重复性差、扭转角度不均匀、界面污染以及微米级尺寸等问题。在这里，我们提出了一种有效的策略，能够制备出高度一致的多维且具有扭转特性的双层 vdW 莫尔结构，该技术具有高生产率、接近100%的产率、纯净的界面、精确可控的扭转角度以及宏观尺度（可达数厘米），同时还具备优异的热稳定性。我们展示了该方法在多种 vdW 材料上的适用性，包括过渡金属硫族化合物、石墨烯和 hBN。这些莫尔结构的大尺寸和高质量使得利用低能电子衍射（LEED）和角分辨光电子能谱（ARPES）技术对其超晶格及反向折叠的莫尔迷你带结构进行高分辨率映射成为可能。特别是，我们成功识别出了扭转过渡金属硫族化合物莫尔结构在 K 点处的反向折叠能带。这项技术将在基础研究和扭转电子器件的批量生产中发挥广泛应用。