扭转异质双层中微带的直接观测

在异质双层中将具有不同层间原子配准的二维(2D)范德瓦耳斯材料堆叠，会形成长程周期超晶格，这可能赋予异质结构诸如新型量子分形态[1-3]或超导性[4,5]等奇异性质。近期对过渡金属硫族化物(TMD)异质双层的可光学测量揭示了在超晶格势[6-10]所定义的能量处存在杂化层间电子-空穴对激发。相应的准粒子能带结构，即所谓的微带，一直难以捉摸，且对于由TMD与另一类2D材料构成的异质双层尚未见此类特征的报道。在此，我们引入一种新型X射线毛细管技术，用于实现空间分辨率约为1 $\mu$m的微聚焦角分辨光电子能谱(microARPES)，使我们能够在可变层间扭转角($\theta$)下绘制WS$_2$上石墨烯构成的异质双层的动量依赖准粒子色散。在$\theta = 2.5^{\circ}$的多个微布里渊区(mBZs)中直接观测到微带，而在较大扭转角$\theta = 26.3^{\circ}$时则不存在。这些发现强调了通过二维异质结构中的堆叠构型调控量子态的可能性，为生成具有增强功能性的材料(如可调电子关联[11]和定制光学跃迁选择定则[12])开辟了多条新途径。