Gjennombrudd i todimensjonal materialforskning avduket av vitenskapen!

Moiré-supergitter er periodiske strukturer dannet av små forskyvninger mellom to eller flere todimensjonale gitter. I disse moiré-supergitterne kan den elektroniske oppførselen påvirkes sterkt, noe som gir opphav til ukonvensjonelle tilstander som kvantehall-isolatorer. Imidlertid er det fortsatt en utfordring for visse materialer å oppnå moiré-supergitter ved små vridningsvinkler. Dette er avgjørende for å forstå og utnytte elektronkorrelasjonseffektene, ettersom elektronkorrelasjon ofte manifesterer seg mest fremtredende ved små vridningsvinkler. På grunn av eksperimentelle vanskeligheter har imidlertid studiet av sterke korrelasjoner i disse systemene hovedsakelig fokusert på spesifikke vridningsvinkler eller store mellomlagsforvrengninger, og mangler systematisk kontroll og undersøkelse.

For å ta tak i denne utfordringen har professor Benjamin E. Feldman og hans forskerteam ved Stanford University publisert en nylig forskningsartikkel med tittelen "Mapping twist-tuned multiband topology in bilayer WSe2" i tidsskriftet "Science." Forskerne skapte en vridd struktur på omtrent 1,23° i tolags wolfram-diselenid og utførte lokale elektroniske kompressibilitetsmålinger ved å bruke et skanende enkelt-elektron transistormikroskop. De oppdaget tilstedeværelsen av flere topologiske bånd i nærheten av denne spesifikke vrivinkelen, og viste en serie kvanteunormale Hall-isolatorer. Ved å bruke et lokalt elektrisk felt induserte de også en topologisk kvantefaseovergang. Denne studien tar for seg utfordringen med å oppnå og studere moiré-supergitter ved små vridningsvinkler, og gir en kraftig plattform for videre utforskning av samspillet mellom sterke korrelasjoner og topologiske egenskaper.