课题组博士生谢兴同学在国际纳米权威期刊Nano Letters上发表论文

      近日，课题组成员谢兴同学在刘老师的指导下，以第一作者在国际纳米权威期刊《纳米快报》(Nano Letters，影响因子12.94)上发表题为 “Pressure-Induced Dynamic Tuning of Interlayer Coupling in Twisted WSe₂/WSe₂ Homobilayers”(静水压诱导的扭角WSe₂/WSe₂同质双层层间耦合的动态调控)的实验论文。

图：静水压诱导的扭角WSe₂/WSe₂同质双层层间耦合的动态调控

    范德华材料的不同的扭角堆垛导致了周期性势场的出现，其受到扭角的调制。由Moiré图案产生的周期性势场诱导了一个平坦带，可以导致有趣的强关联态，如Mott绝缘体，超导体和拓扑绝缘体。moiré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，并提供一个控制和探索量子现象的平台。此外，moiré势还可以影响声子的性质。例如，在扭曲的MoS₂中观察到低频Raman模式在小扭曲角度下被重整化，导致剪切(S)模式和高波数呼吸(LB)模式消失，低波数LB模式出现。由于非区域中心声子模式可以根据声子折叠效应折叠到Γ区中心，在受声子折叠效应支配的moiré超晶格中，观察到了扭角相关的声子折叠现象在大扭角MoS₂同质结构中。因此，moiré超晶格为研究奇特的电子和声子性质提供了强大的平台。

     尽管对异质双层和同质结构的moiré超晶格进行了广泛的研究，但对扭角双层在静水压下的影响研究较少。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vdW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vdW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vdW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。

    在这项工作中，我们使用钻石压力单元(DAC)在扭角的WSe₂/WSe₂同质双层中施加了静水压，扭曲角分别为2度(2度-THS)和5度(5度-THS)。我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。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c01640

学校新闻报道： https://news.csu.edu.cn/info/1003/156944.htm

Comments:

   The study titled "Pressure-Induced Dynamic Tuning of Interlayer Coupling in Twisted WSe₂/WSe₂ Homobilayers" delves into the intriguing realm of moiré superlattices formed in twisted van der Waals (vdW) heterostructures or homostructures. In this research, the authors introduce an innovative dynamic tuning method employing a diamond anvil cell (DAC) to manipulate the interlayer coupling in twisted WSe₂/WSe₂ homobilayers. The experimental results demonstrate the remarkable efficacy of this approach in precisely controlling the interlayer coupling. Moreover, the study unveils a heightened sensitivity of the interlayer breathing modes and the rapid modulation of indirect excitons in these twisted homobilayers under the influence of pressure. One of the striking findings of this investigation is the emergence of hybridized excitons due to the introduction of a moiré superlattice in WSe₂ bilayers. This leads to distinct pressure-evolution behaviors in excitons when compared to their counterparts in natural WSe₂ bilayers. This discovery fundamentally enriches our understanding of moiré physics and its profound impact on the electronic properties of two-dimensional materials. 

   The significance of this work extends beyond fundamental research. The dynamic tuning method presented here offers a potent means of tailoring the properties of moiré superlattices, holding great promise for the development of advanced electronic and optoelectronic devices. Furthermore, the study highlights the potential of hydrostatic pressure as an exceptional strategy for modulating the optical and phonon properties of moiré superlattices, paving the way for exciting advancements in materials science and technology.