中国科大揭示层间拖拽耦合在远程莫尔调控中的应用

　　近日，中国科年夜曾长淦传授、李林副研究员研究团队正在二维资料的莫尔调控方面取患上重要进展。团队立异性地修筑了石墨烯与石墨烯莫尔超晶格的电双层布局，展现层间拖拽耦合可以或许显著拓展莫尔势场的调控规模，从而完成静态长途莫尔调控。相干研究结果以“Long-range moiré tuning effect via inter-layer drag interaction”为题于10月20日以Article情势正在线颁发正在《天然·通信》上。

　　正在二维层状资料系统中，经由过程人工堆垛构建莫尔超晶格已被证实是一种调控电子能带布局以及量子物态的重要手腕。然而，周期性莫尔势场会跟着阔别堆垛界面而疾速衰减，使患上莫尔调控效应局限于‌超晶格界面相近，制约了其潜正在使用。团队基于此前正在二维系统拖拽效应的研究根蒂根基（Nano Lett. 20, 1396 (2020)；Nat. Phys. 19, 372 (2023)；Nat. Co妹妹un. 14, 1465 (2023)），提出了一种经由过程层间拖拽效应来拓展莫尔势场作用规模的全新研究思绪。层间拖拽效应是指正在两个空间附近但相互绝缘的导电层组成的电双层布局中，对此中一层（自动层）施加驱动电流时，层间载流子之间动量/能量转移会诱导另外一层（被动层）载流子挪动，从而正在被动层发生一个开路电压或闭路电流。这一静态历程由层间库伦散射这一长程彼此作用主导，是以具有完成长途莫尔调控的后劲。

　　团队‌‌设计了一种‌新型‌电双层布局：一层为平凡石墨烯，另外一层是石墨烯与氮化硼层0°对齐堆垛造成周期约为14.7nm的莫尔超晶格。经由过程体系的高温输运测试，研究发明当莫尔超晶格层作为被动层时，层间‌拖拽举动遭到莫尔势场的显著‌调制，表示为因为能量转移正在主电中性点和莫尔超晶格次级电中性点相近发生的负拖拽旌旗灯号。更为重要的是‌，当对莫尔超晶格层通电流时，正在平凡石墨烯（被动层）上观测到的拖拽电压仍能清楚反应‌莫尔势场的调控作用，包含正在零磁场下莫尔超晶格次级电中性点相近自相似的四区间图谱，和正在外加磁场下拖拽电阻浮现的Hofstadter胡蝶图谱。这些成果标明，哄骗层间拖拽耦合的长程特征，莫尔调控的作用规模‌可以冲破‌莫尔超晶格界面的物理限定，‌拓展到‌远间隔的平凡导体‌。这类莫尔拖拽效应的完成为长途莫尔工程成立了新范式，无望推广至浩繁二维导体系统，出格是那些难以造成适合莫尔晶格的资料，展现更为富厚的莫尔物理征象。此外，该静态调制机制还可用于摸索晋升其它布局调制势场的作用规模，‌为发明‌更多新鲜量子物态供给了新路子‌。

　　图示：(a)研究电双层布局莫尔调控效应的两种测试构型：近邻层内测试以及层间拖拽测试；(b)电双层布局器件示用意；(c)被动层为平凡石墨烯时拖拽电阻随栅压的典型演变图谱。

　　中国科年夜微标准物资迷信国度研究中间朱丽君特任副研究员为论文第一作者，曾长淦以及李林为论文配合通信作者。该事情获得了国度天然迷信基金委、科技部、中国迷信院和安徽省的赞助。李林获得了中国迷信技能年夜学仲英青年学者名目的赞助。

　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-64267-4