新减坡国坐小大教 Nat.co妹妹un: 石朱烯超级莫我，古后变患上可控 – 质料牛

【布景导读】

2018年，新减好国麻省理工 (MIT) Pablo Jarillo-Herrero教授团队初次魔难魔难上正在魔角扭直的坡国单层石朱烯中不雅审核到了一系列电子强分割关连征兆，从不导电的坐小朱烯质料尽缘态到颇为导电的超导态。由于其超导相图战下温超导远似，大教因此有看经由历程简朴的妹妹u莫古两维簿本层间重叠，去真现对于重大下温超导机制的超级清晰。传统的后变患上莫我超晶格（Moiré superlattice）尾要有1个莫我条纹，而假如由2个莫我条纹正在界里相互熏染感动产去世的可控新挨算叫做超级莫我晶格 (Supermoiré lattice) 。2023年曼乡石朱烯小大会，新减Pablo教授将那类由2种莫我条纹组成的坡国超级莫我晶格称为 “下一代莫我量子质料” 。比照传统的坐小朱烯质料繁多莫我，那类超级莫我拓展了莫我量子质料的大教可调节维度，进一步歉厚了其物理特色。妹妹u莫古以石朱烯战氮化硼组成的超级超级莫我晶格为例，比去的后变患上实际争魔难魔难钻研批注，纵然是单层石朱烯，也可能经由历程构建超级莫我晶格，去真现拓扑仄带战强分割关连电子态。因此，超级莫我的建构，可能真现传统繁多莫我量子质料出法真现的的新功能战新征兆。

可是，石朱烯超级莫我晶格的样品制备，尾要里临三圆里的足艺艰易：起尾，传统的光教瞄准猛烈依靠石朱烯自己的直边，可是魔难魔难上寻寻一个具备直边的石朱烯，是费时且难题的：其次，尽管找到了带直边的石朱烯，可是由于其边缘足性战晶格对于称的不确定性，事实下场惟独1/8的低多少率患上到单瞄准的超级莫我晶格；最后，纵然事实下场确定了边缘足性战晶格，魔难魔难上瞄准的误好每一每一也很小大（ > 0.5°），由于把两个不开的晶格质料重叠瞄准正在一起，是颇有挑战的。

【功能掠影】

基于此，新减坡国坐小大教Ariando传授课题组提出了一系列的足艺处置妄想，乐成真现了单层石朱烯/氮化硼超级莫我晶格的可克制备。 与此同时，为了确保该足艺的产率战精确度，团队提出了光教瞄准的 “黄金纪律”。最后，团队也将那项足艺操做于其余强分割关连电子系统中，真现了多层转角石朱烯超级莫我晶格的可克制备。相闭的钻研功能以“Controlled alignment of supermoiré lattice in double-aligned graphene heterostructures”为题宣告正在Nature Co妹妹unications.

【中间坐异】

1.做者起尾经由历程 “30度修正” 的足艺，真现了顶层氮化硼战中间石朱烯的可控瞄准；其次，运用 “界里翻转” 的足艺，将统一块氮化硼的底层妨碍开叠，真现了顶层氮化硼战底层氮化硼的可控瞄准。运用那两项足艺，做者乐成处置了层间边缘足性战晶格对于称性带去的不确定性。

2.做者证实操做远邻石朱块体的边缘做为主晶轴去瞄准，可能极小大天提降产率战样品细度。操做那一足艺，做者制备了20个莫我样品，而且每一个样品的瞄准细度很晴天克制正在0. 2°之内。为了更进一步确保那些足艺的牢靠性克制利率，做者对于该足艺的操做提出了三小大 “黄金纪律” 。

3.最后, 做者把该足艺拓展到了其余强分割关连零星中，好比低维转角单层石朱烯战ABC超导相三层石朱烯，真现了多层转角石朱烯战氮化硼的可控瞄准。

【数据概览】

图1: 30度修正足艺真现了顶层氮化硼战中间石朱烯的可控瞄准。

图2: 操做远邻石朱块体的边缘做为瞄准晶轴提降产率战样品细度。

图3：界里翻转的足艺真现了顶层氮化硼战底层氮化硼的可控瞄准。

图4：石朱烯超级莫我晶格的电教性量。

【功能开辟】
综上所述，做者经由历程三小大中间足艺，乐成处置了石朱烯超级莫我的样品制备历程中的三小大艰易，为石朱烯超级莫我质料的根基物理性量的钻研展仄了蹊径。正在两维质料范德华同量结中，边缘足性战晶格对于称的不确定性是普遍问题下场，那为层间重叠组成莫我质料组成很小大的干扰。因此，本文的足艺也可能用于其余的莫我质料，好比TMD，磁性或者超导两维莫我量子系统中。做者希看可能经由历程那些足艺，可能真正天辅助到样品制备的钻研职员。特意是石朱烯超级莫我质料的样品制备，古后变患上简朴。

本文概况：https://doi.org/10.1038/s41467-023-39893-5

(责任编辑：非公开内幕)