魔角之外扭转双层石墨烯中摩尔重构的原子尺度洞察
材料科学
2023-04-18 v3
摘要
扭转双层石墨烯所展现的电子性质与摩尔图案的尺寸和排列高度相关。虽然两层的刚性旋转创造了摩尔图案的拓扑结构，但由层间范德华相互作用引起的原子局域重排导致了摩尔晶胞内的原子重构。通过控制扭转角和/或外施应变来操控这些图案，为调控其性质提供了一条有前景的途径。尽管这一现象已在接近或小于魔角（θ_m=1.1°）的角度下被广泛研究，但其在更高角度下的程度以及它随应变的演化尚属未知，并被认为在高角度下基本不存在。我们利用理论和数值分析，借助解释性与基础性物理度量，解析了大于θ_m角度下的重构。此外，我们提出了一种方法，用于在摩尔晶胞内识别局域区域，并追踪其在一系列代表性高扭转角下随应变的演化。我们的结果表明，重构在魔角之外依然活跃存在，并且其对摩尔晶胞演化的贡献是主要的。我们将局域与全局声子行为关联的理论方法，进一步验证了重构在高角度下所起的作用。我们的发现增进了对大扭转角下摩尔重构以及应变存在时摩尔晶胞演化的理解，这可能对于基于扭转电子学（twistronics）的应用至关重要。
引用
@article{arxiv.2301.01310,
title = {An atomistic insight into moir\'e reconstruction in Twisted Bilayer Graphene beyond the magic angle},
author = {Aditya Dey and Shoieb Ahmed Chowdhury and Tara Peña and Sobhit Singh and Stephen M. Wu and Hesam Askari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.01310},
year = {2023}
}