利用范德瓦尔斯异质结构卷起的高阶超晶格( High-order superlattices by rolling up van der Waals heterostructures )

B Zhao Z Wan Y Liu J Xu X Duan

二维(2D)材料1,2和相关的van der Waals(vdW)异质结构3-7已经通过逐层机械重迭或顺序合成提供了很大的灵活性，用于整合不同的原子层，超出晶格匹配要求的传统限制。然而，迄今为止所探索的二维vdW异质结通常局限于具有少量块8-18的相对简单的异质结。具有较大数目交替单元的高阶vdW超晶格的制备是指数性地更困难的，这是由于与每个顺序的重迭或合成步骤相关联的有限的产率和材料损伤（8-29）。在这里，我们报告了一个直接的方法来实现高阶vdW超晶格通过卷积vdW异质结构。我们发现,毛细管力驱动的卷起过程可以用来从生长衬底上剥离合成的SnS2/WSe2 vdW异质结,并产生具有WSe2和SnS2交替单层的SnS2/WSe2卷起,从而形成高阶SnS2/WSe2 vdW超晶格。这些超晶格的形成调制了电子能带结构和维数，导致输运特性从半导体到金属、从二维到一维(1D)的转变，并具有与角度相关的线性磁电阻。这一策略可以扩展到产生不同的2D/2D vdW超晶格，更复杂的2D/2D/2D vdW超晶格，以及超出2D的材料，包括三维(3D)薄膜材料和一维纳米线，从而产生混合维vdW超晶格，如3D/2D、3D/2D/2D、1D/2D和1D/3D/2D vdW超晶格。本研究提供了一种制备高阶vdW超晶格的通用方法,该超晶格的材料组成、尺寸、手性和拓扑结构具有广泛的变化,为基础研究和技术应用提供了一个丰富的材料平台。

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