二维材料堆叠并扭曲能产生独特电子特性,这种扭曲可将普通材料转化为图案化晶格,改变量子行为,使材料展现出超导性及特殊量子效应,有望成为未来量子器件组成部分。然而,制造莫尔超晶格的极薄堆叠结构难度大,传统方法成功率低、层间残留污染物且样品细小,难以复制和放大用于设备制造,限制了相关实验研究。
斯坦福大学化学教授刘芳开发出一种新晶格制备方法,该方法更清洁,可扩展至毫米级和厘米级,成品率接近完美。刘芳与美国能源部SLAC国家加速器实验室研究人员合作,将研究结果发表在《美国化学会志》上。利用斯坦福同步辐射光源(SSRL)产生的强大X射线,SLAC研究人员运用角分辨光电子能谱(ARPES)技术,对超晶格电子结构成像,观察到新型超晶格内部电子排列方式的独特电子“指纹”,证实了莫尔材料独特行为。刘教授称:“此前没有人能够以如此高的分辨率分辨出扭曲半导体能带边缘的这些指纹特征。我们首次能够完整地观察到这些现象的影响。”
刘教授的研究生格雷戈里·扎博尔斯基及其团队提出利用金作为超强粘合剂构建结构的新方法。金与二维材料原子层间粘附力强,可轻松剥离单层金。通过巧妙堆叠两层新鲜剥落薄膜,能创造出超干净、质量高且足够大的莫尔条纹结构。刘教授表示,这种薄膜易剥离,成品率接近100%,样品虽薄但宽度可达几厘米,对制造实际器件至关重要。刘和团队利用此方法从多种二维材料中制造出莫尔超晶格,这些材料在纳米电子学等领域备受关注。刘教授还计划利用超晶格制造装置,测试其实现有趣物理现象的能力。
出版详情:作者:Gregory Zaborski 等人,标题:《具有可控角度的宏观均匀二维莫尔超晶格》,发表于:《美国化学会志》 (2025)。期刊信息: 《美国化学会志》










