石墨烯、过渡金属硫族化合物及其莫尔超晶格体系的制备、探测和调控研究

1、通过调控微观介电环境，并进一步利用STM纳米探针调控层间耦合，在大转角双层石墨烯中实现了强关联效应引起的对称性破缺态，有效拓展了在转角双层石墨烯中研究和应用强关联物态的“角度窗口”。
相关成果：ACS Nano 18(11), 7937-7944 (2024)，一区top，IF：17.1

2、实空间成像了小转角双层过渡金属硫族化合物（TMDs）中由晶格重构导致的六边形莫尔超晶格，探测发现畴壁中的局域应变对导带中K点的调控最大可达300 meV，从微观角度阐明了应变对TMDs莫尔超晶格电学性质的调控。同时，利用二次谐波发生（SHG）探测了微观晶格重构对非线性光学响应的调制，为该体系在未来非线性光学器件中的应用提供可能。
相关成果：Nano Lett. 22, 5997-6003 (2022)， 一区top，IF：10.8；Adv. Opt. Mater. DOI: 10.1002/adom.202302407 (2023)，IF：9.0

3、针对谷赝自旋难以调控的问题，率先提出了可以利用真实磁场和赝磁场的共同作用来操控石墨烯中的谷自由度，结合外加磁场在应变石墨烯中成功实现了对谷赝自旋的操控。进一步地，基于最新发展的石墨烯量子点法，我们在纳米尺度单电子精度上测量了应变石墨烯中的谷极化和谷翻转。这一结果是对谷赝自旋操控的突破性进展，对谷电子学的发展具有重大影响。该工作发展的石墨烯量子点法具有普适性，可用于探测不同二维材料体系的对称性破缺态。我们进一步利用该方法探究了双层石墨烯中由贝利相位调控的谷赝自旋调控现象，以及石墨烯单原子缺陷处谷依赖的自旋劈裂现象。
相关成果：Phys. Rev. Lett. 124, 106802 (2020)，Phys. Rev. Lett. 124, 166801 (2020)，一区top，IF：8.6；2D Mater. 6, 031005 (2019)

4、在1.68°转角双层石墨烯中，通过改变样品的填充探测到平带在半填充时产生了谷极化。进一步外加磁场，通过测量谷劈裂大小与磁场之间的依赖关系，直接探测到了该体系每个莫尔条纹上的轨道磁矩大小约为10.7μB，由此证明了小转角双层石墨烯体系是研究二维轨道磁性态的理想平台。
相关成果：Phys. Rev. B 102, 121406(R) (2020)，被选为编辑推荐。

科技部国家重点研发计划纳米前沿专项，二维范德华异质结及莫尔超晶格激子光物理特性研究，2023.5-2028.4，在研，骨干成员参与；
国家自然科学基金委青年科学基金，纳米尺度内单层过渡金属硫族化合物谷赝自旋调控的研究，2022.1-2024.12，在研，主持；
湖南省自然科学基金委优秀青年科学基金，二维材料中新奇量子物态的探测与调控，2021.1-2023.12，在研，主持；
国家自然科学基金委面上项目，纳米尺度内石墨烯中自旋和谷赝自旋的极化和翻转研究，2020.1-2023.12，在研，参与；
国家自然科学基金委面上项目，双层石墨烯中AB-BA畴界及其新奇拓扑边界态的研究，2017.1-2020.12，结题，参与。