本网讯 近日，中南大学物理与电子学院刘艳平、何军教授与澳大利亚悉尼大学刘宗文教授等国内外学者合作，在国际著名期刊 Small 发表题为“三层过渡金属二硫化物扭角同质结中莫尔势的增强效应”(Moiré enhanced potentials in twisted transition metal dichalcogenide trilayers homostructure)的研究论文。中南大学为该项研究成果的第一完成单位，博士后郑海红博士为论文第一作者，刘艳平教授为论文的通讯作者。

近年来，对扭角范德瓦尔斯材料中莫尔超晶格结构的研究引起了相当大的关注，这种结构有潜力实现人工激子晶体和新颖量子发射体。空间周期性的莫尔势能可以限制激子的复合，改变材料的电子结构和能带结构。这已经在TMDs结构中通过局部点的捕获观察到了激子的形成，形成具有一系列有趣和新颖性质的莫尔激子。然而，观察到莫尔激子的温度仅限于极低温度(低于10K)，这严重限制了它们的应用。控制莫尔势能并实现在更高温度下观察莫尔激子新技术的发展，是推进莫尔量子器件发展的关键挑战之一。

针对这一难题，论文创新性利用干法转移方法制备了扭角三层WSe₂/WSe₂/WSe₂莫尔超晶格结构，并首次在实验上观察到了莫尔激子增强效应。实验结果表明，在低温下，莫尔势能的捕获导致同一能量间隔的层内激子共振，表明扭角的WSe₂/WSe₂/WSe₂同质结构中存在更深的莫尔势能。磁光光谱结果表明，不同实验数值g因子是由莫尔图案所创建的莫尔势场中的激子约束所导致的。各项发现揭示了通过调整堆叠层数和扭角可以控制扭角WSe₂/WSe₂/WSe₂同质结构中莫尔势能的深度。这些结果为进一步探索强相关量子现象和制备可控莫尔势的量子器件提供了新的机会。

三层TMDCs扭角同质结中莫尔势的增强效应

“低维物理与量子器件”是物理与电子学院特色研究方向和“十四五”规划重点发展支持方向之一。该成果是刘艳平教授继Chem Soc Rev、Nature Communication、Advanced Materials、Light: Science & Applications、Nano Letters等国际顶级学术期刊上发表重要研究成果后，在低维物理与量子器件领域再次取得的代表性成果。据悉，此项工作得到了国家自然科学基金面上项目、湖南省自然科学基金杰出青年项目、湖南省重点研发项目、湖南省芙蓉学者特聘教授基金、中南大学创新驱动青年团队项目、中南大学高性能复杂制造国家重点实验室自主研究课题、澳大利亚ARC Discovery、博士后面上项目等多个项目的支持，并获得中南大学高性能计算公共平台在材料结构计算等方面提供的有力支持。

                                                                                     （一审：于涛 二审：唐潇珺 三审：李殷）