封装的石墨烯中微小的错位如何导致其电子性能的强烈改变

（Nanowerk Spotlight）安特卫普大学的研究人员解释了由于六方氮化硼之间石墨烯的封装而导致的高阶超莫尔周期调制如何影响石墨烯的电子和结构特性，如最近的三个独立实验所揭示的那样。
高质量的石墨烯样品对于获得和利用其理论上描述的性质非常重要。使用适当的基材可减少波纹并改善石墨烯的无序受限性能。
六方氮化硼（hBN）是一个特别好的选择，因为它可以完美保留石墨烯结构，同时提供平坦的绝缘表面。尽管如此，这仅在两个单层未对齐的情况下适用。否则，范德华相互作用在两层之间形成的莫尔图案的尺度上引起结构弛豫，并且由于周期性的莫尔扰动而改变了电子性能。
如果石墨烯被封装并紧密对准两个hBN层，则适用类似的论点。在这种情况下，由于期望两层都起作用，因此效果得到增强。此外，各层之间的紧密对准（约0.5度）导致出现了一种新形式的周期性超莫尔条纹调制，这种调制会在更大的空间尺度上改变石墨烯，但在能量尺度上会更小。
最近对这种效果的实验观察是实验操纵技术得到显着改进的结果，其中包括可以高精度旋转单个图层的结果（Wang等，2019a； Wang等，2019b； Finney等，2019 –请参阅本文结尾处的参考）。

超莫尔晶胞内石墨烯层中的键弛豫（顶部）和hBN /石墨烯/ hBN异质结构示意图（底部）。
Anđelković等人 在他们最近发表于Nano Letters的论文中（“扭曲的双莫尔条纹：封装的石墨烯中的超莫尔条纹”）。揭示了在什么条件下会出现超莫尔效应，以及它如何改变石墨烯的结构和电子性能。
他们显示了从刚性hBN /石墨烯/ hBN异质结构开始，超级波纹是如何作为简单的几何考虑出现的。
此外，他们证明三层的弛豫效应有望增强对电子能带结构的影响。超级莫尔条纹引起的变化非常重要：出现了新的低能量平坦子带和狄拉克点，对电子传输性能产生了强烈影响。在大多数配置中，狄拉克点是有间隙的，而平坦带则有望增强电子-电子的相关性。
Lucian Covaci博士说：“异质结构中这些新的扭曲自由度为石墨烯开辟了新的基础研究方向，在石墨烯中，强电子相关性有望补充石墨烯已经具有的最高级特性。”
“安特卫普大学的研究小组开发的一组多尺度数值模拟允许更逼真的模型，这将反过来允许与实验观察一个更直接的比较，”米萨Anđelković博士的合作开发商说Pybinding，紧密结合的开源软件使模拟成为可能。
随着人们对范德华异质结构的更复杂和干扰行为的了解有了新的亮点，可以微调石墨烯的电子性能，并达到扭曲引起的现象（如平坦带或小间隙的出现）显现出来的状态更清楚。
参考文献
NR Finney等。（2019）。“石墨烯-氮化硼异质结构中同时存在莫尔超晶格的可调谐晶体对称性”。在：Nat。纳米技术。14.11，第1029-1034页。
L. Wang等。（2019a）。“新一代的双对齐hBN /石墨烯/ hBN异质结构中的莫尔超晶格”。在：纳米。来吧 19.4，第2371–2376页。

Z. Wang等。（2019b）。“双排列石墨烯异质结构中的复合超莫尔网格”。在：科学。进阶 5.12，eaay8897。

信息来源：nanowerk