重大進步發(fā)現(xiàn)石墨烯帶來的二維材料變革，展現(xiàn)出不俗的超能力！

【手機軟件：博科園】自從2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，由單層原子組成的二維材料引起了人們的極大關(guān)注。它們具有獨特的電學、光學和機械性能，如高導電性、柔韌性和強度，這使它們成為激光、光伏、傳感器和醫(yī)療應用等領(lǐng)域很有前景的材料。當一張二維材料被放在另一張上并稍微旋轉(zhuǎn)時，扭曲可以從根本上改變雙層材料的性質(zhì)，并導致產(chǎn)生奇異的物理行為，比如高溫超導等。

非線性光學（激發(fā)激光和數(shù)據(jù)傳輸）以及結(jié)構(gòu)超潤滑性（一種新發(fā)現(xiàn)的機械特性）研究人員才剛剛開始了解。對這些性質(zhì)的研究，催生了一個新的研究領(lǐng)域，被稱為扭轉(zhuǎn)電子學，之所以這么叫，是因為它是扭曲和電子學的結(jié)合。阿爾托大學科學家與國際同行合作，現(xiàn)在首次開發(fā)出一種在足夠大的尺度上，制作這些扭曲層的新方法，其研究發(fā)表在《自然通訊》期刊上。

圖示：層與層之間扭曲角控制著晶體的對稱性，可以導致各種有趣的物理行為，如非傳統(tǒng)的超導電性、隧穿電導、非線性光學和結(jié)構(gòu)的超潤滑性等。

研究轉(zhuǎn)移單原子層二硫化鉬(MoS2)的新方法，使研究人員能夠精確控制面積高達1平方厘米層之間的扭曲角度，使其在大小上打破紀錄，而層間扭角的大范圍控制，是扭轉(zhuǎn)電子學未來實際應用的關(guān)鍵。研究的主要作者之一、阿爾托大學杜羅軍（音譯）博士說：該扭曲方法使我們能夠在比以往更大的范圍內(nèi)，調(diào)整堆疊多層二硫化鉬結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，扭曲方法也可以適用于其他二維分層材料。

全新研究領(lǐng)域的重大進步

由于扭振研究是在2018年才引入的，在扭曲材料走向?qū)嶋H應用之前，仍然需要基礎研究來更好地了解它們的性質(zhì)。沃爾夫物理學獎是最負盛名的科學獎之一，頒發(fā)給了他。今年，拉菲·比斯特里策、巴勃羅·賈里洛-赫雷羅和艾倫·H·麥克唐納因他們在雙曲電子學方面的開創(chuàng)性研究而獲獎，這表明了這個新興領(lǐng)域有改變游戲規(guī)則的潛力。以前的研究已經(jīng)證明，通過傳送法或原子力顯微鏡針尖操縱技術(shù)，可以在小范圍內(nèi)制造出所需的扭轉(zhuǎn)角度。

樣本大小通常在10微米左右，小于一根頭發(fā)的大小，研究還制備了較大的幾層膜，但層間扭轉(zhuǎn)角是隨機的?，F(xiàn)在，研究人員可以使用外延生長方法和水輔助轉(zhuǎn)移方法來生長大尺寸薄膜。由于在轉(zhuǎn)移過程中不需要聚合物，樣品的界面相對干凈。通過控制扭角和超凈的界面，研究人員可以調(diào)整物理性質(zhì)，包括低頻層間模式、能帶結(jié)構(gòu)以及光學和電學性質(zhì)，而且這項研究對于指導基于二維材料雙向電子學的未來應用具有重要意義。

博科園｜研究/來自：阿爾托大學

研究發(fā)表期刊《自然通訊》

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