自從魔角扭曲雙層石墨烯和ABC三層石墨烯/氮化硼莫爾超晶格中觀察到絕緣和超導(dǎo)態(tài)的轉(zhuǎn)變，二維范德華異質(zhì)結(jié)莫爾超晶格開始引起全球科研人員的瘋狂關(guān)注，成為近年來最受關(guān)注的研究議題之一。
2020年3月19日，Nature雜志背靠背上線2篇研究論文，都是基于二維范德華異質(zhì)結(jié)WSe2/WS2摩爾超晶格半導(dǎo)體材料。下面，我們對此做簡要介紹，希望對相關(guān)領(lǐng)域研究人員有所啟發(fā)。
1. Nature：WSe2/WS2莫爾超晶格的光學(xué)觀測
過渡金屬二硫化物莫爾條紋異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)強的光-物質(zhì)相互作用，以及較大的自旋-軌道耦合，為研究相關(guān)的量子現(xiàn)象提供了一種全新的模型系統(tǒng)。問題在于，用傳統(tǒng)手段難以在實驗上直接觀測到該系統(tǒng)中相關(guān)絕緣狀態(tài)。
有鑒于此，加州大學(xué)伯克利分校Feng Wang團(tuán)隊報道了一種光學(xué)觀測二維范德華異質(zhì)結(jié)WSe2/WS2莫爾超晶格的新策略。
本文要點：
1）使用一種超級靈敏的光學(xué)檢測技術(shù)，在每個超晶格位的一個孔處發(fā)現(xiàn)一個Mott絕緣態(tài)，甚至能在每個超晶格的1/3填充和2/3填充處發(fā)現(xiàn)絕緣相，研究人員將這歸因于下層晶格形成的廣義Wigner結(jié)晶。
2）在Mott絕緣態(tài)下觀測到微秒級超長自旋弛豫壽命，比電荷激發(fā)的壽命長幾個數(shù)量級。這項研究表明，除了石墨烯材料之外的莫爾超晶格，也可以非常有效地探索相關(guān)物理現(xiàn)象。
參考文獻(xiàn)：
mma C. Regan et al. Mottand generalized Wigner crystal states in WSe2/WS2 moirésuperlattices. Nature 2020, 579, 359–363.
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2092-4
2. Nature：二維WSe2/WS2莫爾超晶格的哈伯模型的物理仿真
20世紀(jì)60年代，物理學(xué)家John Hubbard提出一種簡單的理論模型。哈伯模型可以在二維或三維物理上充當(dāng)量子模擬器，以解決一些至關(guān)重要的非線性問題，揭示具有強相互作用的量子粒子的物理原理。
有鑒于此，康奈爾大學(xué)Kin Fai Mak和Jie Shan等人報道了基于二維WSe2/WS2莫爾超晶格對哈伯模型的物理仿真，建立了一個基于莫爾超晶格的新型研究平臺。
本文要點：
1）以雙層WSe2/WS2莫爾超晶格為研究對象，通過測量其光學(xué)響應(yīng)對平面外磁場和門調(diào)諧載流子密度的依賴性，來探測系統(tǒng)的電荷和磁性。
2）在莫爾超晶格帶第一個孔的半填充處，觀察到具有反鐵磁Curie–Weiss現(xiàn)象的Mott絕緣狀態(tài)，與強相互作用狀態(tài)下的Hubbard模型相符合。
3）在半填充以上，填充系數(shù)接近0.6時，可能存在從反鐵磁狀態(tài)到弱鐵磁狀態(tài)的量子相變。
參考文獻(xiàn)：
Yanhao Tang et al. Simulationof Hubbard model physics in WSe2/WS2 moiré superlattices.Nature 2002, 579, 53–358.
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2085-3
