在转角范德华材料中，原子级的晶格弛豫Relaxation会重塑电子能带。特别是在多层结构中，不同界面的莫尔条纹相互干涉，会形成更大尺度的超莫尔Supermoiré图案。理论预测这种超结构，会主导材料的电子性质，但由于尺度大且对局域应变极其敏感，直接观测并理解弛豫行为极具挑战。
近日，斯坦福大学Jesse C. Hoke, Yifan Li, Yuwen Hu，Benjamin E. Feldman团队在Nature Materials上发文，利用扫描单电子晶体管Scanning SET显微技术，在螺旋三层石墨烯helical trilayer graphene，HTG中，直接成像了局域电子压缩率的周期性调制。
实验发现，晶格并没有保持理论上的准周期性，而是通过原子弛豫，自发重组成了巨大的、具有统一莫尔周期的三角形畴Domains。异质应变Heterostrain可以显著放大这个超莫尔晶格的尺寸（达到微米级），并在不改变畴内局部莫尔物理特性的前提下，重塑整个超晶格网络。还观测到了畴壁处电导率的增强，这与理论预测的拓扑边界态相符。
图 1：螺旋三层石墨烯（HTG）的电子结构与超莫尔畴
图 2：超莫尔畴的实空间成像与应变调控
图 3：畴壁处增强的电导率
实验采用螺旋三层石墨烯（HTG）作为核心材料，结构由三层石墨烯依次旋转相同角度（θ≈1.45°）堆叠而成，并封装于六方氮化硼（hBN）中以隔绝环境影响。样品采用干转移技术制备，通过原子力显微镜切割与堆叠控制角度，形成大面积均匀区域。
利用扫描单电子晶体管（SET）显微技术，在极低温（330 mK）下，对样品进行空间分辨的电学测量。通过同时测量交流与直流信号，绘制了电子可压缩性（dμ/dn）与化学势的空间分布，直接成像超摩尔域的周期性结构及其边界导电行为。
