来自扭转 hBN 层的静电莫尔势
材料科学
2023-06-14 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
通过垂直堆叠范德瓦耳斯层形成的莫尔超晶格承载了丰富的关联电子相,并作为新颖的光子材料发挥作用。然而,超晶格的莫尔势由堆叠功能层 (例如石墨烯) 的层间耦合固定,并依赖于载流子类型 (例如电子或空穴) 和能谷 (例如 {\Gamma} 与 K)。相比之下,扭转六方氮化硼 (hBN) 层被预测施加周期性静电势,可用于调控相邻功能薄层的特性。在此,我们表明该势由源于界面电荷重分布的简单电极化理论描述,并通过其对超晶胞尺寸和距扭转界面距离的依赖性得到验证。我们证明势深和势形可通过组装双莫尔结构进一步调控。当两个界面的扭转角相近时,势通过叠加两个扭转界面的势而加深,达到约 400 meV。当两个界面的扭转角不同时,观察到多级极化态。作为调控功能层的示例,我们展示了扭转 hBN 衬底的静电势如何阻碍半导体单层中激子扩散。这些发现提示了利用扭转 hBN 衬底的表面势调控相邻功能层特性的令人兴奋的机遇。
引用
@article{arxiv.2306.07841,
title = {Electrostatic moir\'e potential from twisted-hBN layers},
author = {Dong Seob Kim and Roy C. Dominguez and Rigo Mayorga-Luna and Dingyi Ye and Jacob Embley and Tixuan Tan and Yue Ni and Zhida Liu and Mitchell Ford and Frank Y. Gao and Saba Arash and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Suenne Kim and Chih-Kang Shih and Keji Lai and Wang Yao and Li Yang and Xiaoqin Li and Yoichi Miyahara},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.07841},
year = {2023}
}