自从2004年石墨烯被发现以来，由单层原子组成的二维材料引起了人们的极大关注。它们具有独特的电学、光学和机械性能，如高导电性、柔韧性和强度，这使它们成为激光、光伏、传感器和医疗应用等领域很有前景的材料。当一张二维材料被放在另一张上并稍微旋转时，扭曲可以从根本上改变双层材料的性质，并导致产生奇异的物理行为，比如高温超导等。

非线性光学（激发激光和数据传输）以及结构超润滑性（一种新发现的机械特性）研究人员才刚刚开始了解。对这些性质的研究，催生了一个新的研究领域，被称为扭转电子学，之所以这么叫，是因为它是扭曲和电子学的结合。阿尔托大学科学家与国际同行合作，现在首次开发出一种在足够大的尺度上，制作这些扭曲层的新方法，其研究发表在《自然通讯》期刊上。

图示：层与层之间扭曲角控制着晶体的对称性，可以导致各种有趣的物理行为，如非传统的超导电性、隧穿电导、非线性光学和结构的超润滑性等。

研究转移单原子层二硫化钼(MoS2)的新方法，使研究人员能够精确控制面积高达1平方厘米层之间的扭曲角度，使其在大小上打破纪录，而层间扭角的大范围控制，是扭转电子学未来实际应用的关键。研究的主要作者之一、阿尔托大学杜罗军（音译）博士说：该扭曲方法使我们能够在比以往更大的范围内，调整堆叠多层二硫化钼结构的性质，扭曲方法也可以适用于其他二维分层材料。

全新研究领域的重大进步

由于扭振研究是在2018年才引入的，在扭曲材料走向实际应用之前，仍然需要基础研究来更好地了解它们的性质。沃尔夫物理学奖是最负盛名的科学奖之一，颁发给了他。今年，拉菲·比斯特里策、巴勃罗·贾里洛-赫雷罗和艾伦·H·麦克唐纳因他们在双曲电子学方面的开创性研究而获奖，这表明了这个新兴领域有改变游戏规则的潜力。以前的研究已经证明，通过传送法或原子力显微镜针尖操纵技术，可以在小范围内制造出所需的扭转角度。

样本大小通常在10微米左右，小于一根头发的大小，研究还制备了较大的几层膜，但层间扭转角是随机的。现在，研究人员可以使用外延生长方法和水辅助转移方法来生长大尺寸薄膜。由于在转移过程中不需要聚合物，样品的界面相对干净。通过控制扭角和超净的界面，研究人员可以调整物理性质，包括低频层间模式、能带结构以及光学和电学性质，而且这项研究对于指导基于二维材料双向电子学的未来应用具有重要意义。

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博科园｜研究/来自：阿尔托大学

研究发表期刊《自然通讯》

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