当两种堆叠的二维材料存在扭转角或晶格常数差异时，就会形成莫尔（Moiré）超晶格，从而显著影响材料中的电子行为。在过去的四年多时间里，二维材料莫尔超晶格研究领域取得了许多重要突破，多种奇异量子现象相继被发现，如莫特绝缘态、非常规超导和量子反常霍尔效应等现象。该领域已经成为凝聚态物理、材料科学和前沿信息科学领域的重要研究方向，为量子物性研究和先进电子器件的设计与应用带来了新契机。

近日，北京理工大学前沿交叉学院黄元教授、集成电路与电子学院王业亮教授与中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室的许杨特聘研究员合作撰写综述文章，对过渡金属硫属化合物（TMDs）的莫尔超晶格研究进行了系统介绍，总结了TMDs的制备技术和转角TMDs体系中的平带物理相关物性的研究进展。相比于更早受到研究关注的魔角石墨烯体系，转角TMDs体系有诸多的优势和特色。例如，与平带相关的现象可以在更大的扭转角范围内出现，具有的光学带隙可以为利用许多成熟的光学方法表征测量带来便利（荧光光谱、反射和超快光谱等）。本文首先回顾了二维材料解理技术以及转角制备技术的新进展，包括金膜、银膜辅助的解理技术和特殊二维材料（悬空结构、转角异质结）的制备技术等。作者随后简要介绍了TMDs异质结中光激发莫尔激子的相关研究成果，并用通俗化的语言解释了该转角体系中平带的形成机制及其在具有可调掺杂、简并度和关联强弱的Hubbard模型量子模拟中的应用潜力。作者重点介绍了近些年来在转角TMDs体系里先后发现的分数填充的关联绝缘态、在中等关联强度时的奇异量子输运行为及量子反常霍尔效应等。最后，文章讨论了TMDs莫尔超晶格研究领域面临的挑战和未来的发展方向。

本综述文章系统总结了TMDs材料的解理及转角异质结制备技术，并对莫尔超晶格体系中与平带相关的新奇物理特性进行了详细介绍，为开展TMDs及更多二维材料体系中的莫尔超晶格研究提供了重要指导。

该文章以题为“Recent progress on fabrication and flat-band physics in 2D transition metal dichalcogenides moiré superlattices”发表在Journal of Semiconductors上。

图1. 过渡金属硫属化合物莫尔异质结的制备与新奇量子物性。

文章信息：

Recent progress on fabrication and flat-band physics in 2D transition metal dichalcogenides moiré superlattices

Xinyu Huang, Xu Han, Yunyun Dai, Xiaolong Xu, Jiahao Yan, Mengting Huang, Pengfei Ding, Decheng Zhang, Hui Chen, Vijay Laxmi, Xu Wu, Liwei Liu, Yeliang Wang, Yang Xu, Yuan Huang

J. Semicond. 2023, 44(1): 011901 doi: 10.1088/1674-4926/44/1/011901

Full Text: http://www.jos.ac.cn/en/article/doi/10.1088/1674-4926/44/1/011901

来源：半导体学报