通过电子显微镜在扭曲六方氮化硼层中对莫尔势的原子尺度观测

莫尔超晶格（MSLs）是一类新兴的二维功能材料，其电子态可通过两个范德华层之间的扭曲角度和/或层的相对位置进行调控。MSLs的迷人性质与莫尔势密切相关，莫尔势是由层间耦合诱导的静电势。人们已利用各种实验和理论技术，致力于理解莫尔势的性质和分布。然而，由于可能存在表面和/或层间污染物，莫尔势的实验观测仍具挑战性。在本工作中，我们开发了一种方法，利用专门设计的化学剥离技术获得六方氮化硼（hBN）纳米层（有或无扭曲）。所得hBN纳米层原子级清洁且无应变，因此为研究其莫尔势提供了理想的MSLs。对扭曲hBN纳米层进行球差校正高分辨透射电子显微镜测量，使我们能在傅里叶空间观测到莫尔衍射斑点。随后，通过莫尔衍射斑点的逆快速傅里叶变换重建莫尔势。揭示了局部层间原子重叠在决定莫尔势的周期性和分布中起决定性作用，这得到密度泛函理论计算的支持。这项工作不仅为观测MSLs中的莫尔势提供了通用策略，还将电子显微镜的应用扩展到对MSLs的原子分辨率进一步研究。