本网讯 近日，中南大学物理学院刘艳平教授、何军教授与澳大利亚悉尼大学刘宗文教授、中科院物理所王建涛研究员等国内外学者合作，在国际顶尖学术期刊《纳米快报》(Nano Letters， 自然指数期刊，影响因子 12.94))上发表题为“静水压诱导的莫尔超晶格WSe2/WSe2层间耦合的动态调控”(Pressure-Induced Dynamic Tuning of Interlayer Coupling in TwistedWSe2/WSe2 Homobilayers)的研究论文。中南大学物理学院为该项研究成果的第一完成单位，文章的第一作者为中南大学2022级博士生谢兴，刘艳平教授为论文的通讯作者。

范德华材料的不同扭角堆叠形成莫尔图案(moire patterns)，这些莫尔图案会受到扭角的调制。莫尔图案产生的周期势场可以导致一些有趣的强关联态，如Mott绝缘体、超导体和拓扑绝缘体。此外，莫尔超晶格还可以通过外部场（如应变、磁场和电场）进行有效调制，这些场可以改变激子的行为，为探索和控制量子现象提供了平台。

钻石压力单元(DAC)静水压是一种有效的控制结构演化、电子行为和光学跃迁的手段，尤其对于范德华材料的层间耦合来说，这是调节其物理性质的关键因素。具有强层间耦合的范德华材料显示出强烈的光-物质耦合，如增强的层间激子和WSe2/MoSe2异质结构以及扭角WSe2/WSe2同质结构的深moiré势场。连续调控层间耦合可以有效地定制物理性质，以提高范德华材料的性能和拓展应用潜力。因此，静水压可能是调制moiré超晶格的光学和声子性质的卓越策略。尽管目前已经广泛研究了异质双层和同质结构的莫尔超晶格，但对莫尔超晶格双层同质结的层间耦合进行调控仍然具有一定难度。

针对这一难题，刘艳平教授团队使用钻石压力单元(DAC)在扭角的WSe2/WSe2同质双层莫尔超晶格中施加了静水压，扭曲角分别为2度(2度-THS)和5度(5度-THS)。他们测量了压力依赖的Raman和光致发光(PL)光谱，并发现扭角的WSe2/WSe2同质结构(THS)的LB、A1和E2模式随着压力增加呈线性蓝移。THS低波数模式的蓝移压力系数比双层(2L)WSe2更快，扭曲同质双层的A1g和E2g之间的能隙比单层(1L)和2L WSe2更大。此外，THS的A激子(XA)和间接激子(IX)在压力下与2L WSe2相比表现出不同的偏移，这被归因于杂化激子的存在。我们的研究成果为莫尔物理提供了新颖的理解，并提供了一种有效的方法来调控莫尔超晶格的层间耦合，推动了莫尔超晶格量子器件的发展。

“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、Light: Science & Applications、Advanced Materials、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、中南大学创新驱动青年团队项目、与加拿大、澳大利亚、新西兰及拉美地区的科研合作与高层次人才培养项目、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：严梦静 二审：王轩 三审：李殷）