Nano Res.[理论]│北理工刘立巍&黄元&王业亮教授：二维转角摩尔材料进展：制备，物性及应用

背景介绍

自2018魔角石墨烯发现以来，因其新奇的平带、关联绝缘态以及非常规超导等物性引起了人们的广泛关注。随着研究的不断深入，这一类由范德华层状材料通过层间扭转形成的异质结构表现出超导、铁磁和铁电态等新奇物性，形成了二维转角摩尔体系以及转角电子学等新兴研究领域，为研究强关联系统等提供了一个新的平台，同时展现了这一系统在新型转角二维器件中的潜在应用。

成果简介

在本文中，杨涵（第一作者）等回顾了二维转角摩尔材料领域的最新进展，包括转角多层石墨烯，转角过渡金属二硫属化物以及转角氮化硼等材料。从样品制备出发，详细地描述和讨论了转角摩尔材料中出现的特殊物性，比如平带、超导态、铁磁和铁电态等，并介绍了这些特殊物性的潜在应用领域。该文还分析了该领域现有的挑战和机遇。

图文导读

图1 转角摩尔材料的制备方法以及产生的新奇物性（平带、超导、铁磁和铁电态）

图2 转角摩尔材料的不同制备路径，包括化学气相沉积（CVD）、针尖调控以及剥离-旋转-堆叠法

图3 利用扫描隧道显微镜（STM）以及角分辨光电子能谱（ARPES）对转角摩尔材料中平带进行探索

图4 二维转角摩尔材料中特殊物性的潜在应用领域

作者简介

王业亮，北京理工大学教授、博导、集成电路与电子学院院长，工信部低维量子结构与器件重点实验室主任。中国真空学会理事，中国物理学会半导体物理专业委员会委员，国务院学位委员会学科评议组成员。2017国家杰青、2019国家“万人计划”科技创新领军人才。承担科技部重点研发计划项目课题、国家杰出青年基金项目/重点项目、北京市重点专项等。长期从事新型电子材料与器件的制备及应用研究。近年发展新型外延生长技术，针对大功率器件与材料、低功耗超高密度信息存储等领域的瓶颈，开发基于新原理的新工艺，在原子尺度上针对新型电子材料及其异质结构的构建、性能测量和调控、器件设计和性能测试、以及应用等方面发展技术和开展研究。主要研究成果包括在Nature、Nature Materials、Nature Electronics、Nature Physics、Nature Commun.、Adv. Mater.、Nano Lett.、ACS Nano等期刊发表论文多篇。英文书籍5个章节（1个为书籍封面）。被引8000余次，其中单篇最高他引1000多次，曾入选“中国百篇最具影响国际学术论文”。多项工作被Nature及其子刊作为研究亮点报道，获得国际重要学术会议30多次邀请报告。
黄元，北京理工大学前沿交叉科学研究院教授，博士生导师。主要研究领域集中在二维材料的制备、表征、器件加工和物性测量/调控等方向。在Nat.Phys.、Nat. Commun.、Phys. Rev. Lett. 等共计发表SCI论文70余篇，其中第一作者（含共一）及通讯作者文章30余篇，论文总引用3700余次。主持国家重点研发计划（青年项目），主持国家基金委优秀青年基金和面上项目，重庆市杰出青年基金项目。2019年入选中科院青促会会员，2020年获中国科协“中国十大科技新锐人物”荣誉称号，2021年获中国发明协会发明创业奖创新奖二等奖(排名第一)。担任Phys. Rev. Lett.，Nat. Commun., Adv. Funct. Mater., ACS Nano, Nano Lett.，《物理学报》等国内外知名期刊审稿人；担任《物理》、《Chinese Physics Letters》、《InfoMat》、《Materials》期刊青年编委。
刘立巍, 北京理工大学博导，副教授，特别研究员。主要研究方向为纳米电子学。曾在德国柏林马普学会弗利兹-哈伯研究所、瑞士联邦材料科学与试验实验室、美国西弗尼吉亚大学等从事合作研究工作近5年。在利用分子束外延（MBE）与扫描隧道显微镜（STM）联合系统进行单原子、单分子尺度低维纳米材料的制备，自旋电荷量子态探测调控和信息存储原理性器件的应用上取得了丰硕的科研成果。发表 SCI 论文 50余篇，其中第一作者/通讯作者 20余篇，包括发表在Nat. Commun.(2篇)、Phys. Rev. Lett.(封面)、ACS Nano(2篇)、Nano Res.(4篇)等顶级期刊上。曾获得2012年中国真空学会优秀博士论文奖，2013年欧盟Marie-Curie Fellowship，2021年获中国发明协会发明创业奖创新奖二等奖(排名第二)。

文章信息

H. Yang, L. Liu, H. Yang, et al. Advance in two-dimensional twisted moiré materials: Fabrication, properties, and applications. Nano Research. https://doi.org/10.1007/s12274-022-5025-8. 

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