透過摩爾工程在扭曲異質結構中增強電荷密度波

當堆疊兩層的範德華 (vdW) 材料時，透過調製長波長週期電位會產生摩爾圖案。摩爾圖案是設計原子幾何和電子結構的一種很有前途的手段。在石墨烯或半導體過渡金屬二硫化物 (2 H -TMD) 的扭曲 vdW 雙層中發現了各種新興現象，但是，對金屬 1 T -TMD（過渡金屬二硫屬化物）材料的扭曲雙層知之甚少。

在Nature Materials發表的一項研究中，由南京大學李少春教授和中國科學院物理研究所（IoP）孟盛教授領導的研究人員首次發現多體效應，特別是電子量子相關性，可以透過莫爾工程在金屬 vdW 單層中進行調整。

研究人員使用分子束外延合成了具有不同扭曲角的 1T-TiTe 2 /1T-TiSe 2的外延異質結構，並使用掃描隧道顯微鏡研究了莫爾圖案誘導/增強的電荷密度波 (CDW) 狀態。

他們發現，在 1 T -TiTe 2 /1 T -TiSe 2異質結構中，當扭轉角接近~0.5°時，在 1 T -TiTe 2中形成了深邃的 2×2 CDW 疇。CDW 域主被困在莫爾圖案中，並被 1×1 常態區域分隔。

這種 CDW 狀態顯著增強，即使在室溫下也能持續存在。然而，在較大的扭曲角中，尚未觀察到這種被莫爾條紋捕獲的 CDW 圖案。使用框架密度泛函理論中的第一性原理計算，他們證明了莫爾捕獲 CDW 狀態的形成可以歸因於由莫爾圖案調製的原子重建引起的區域性應變變化。

該研究為構建金屬扭曲 vdW 雙層和透過莫爾工程調整多體效應鋪平了道路，並得到了中國國家自然科學基金和中國科學院的支援。