8月1日消息，北卡罗来纳州立大学研究团队在扭转电子学（twistronics）领域取得重大突破，首次实现了在大面积上精确控制氧化物晶体层之间的扭转角度，将这一前沿技术从超薄二维材料扩展至以强化学键连接的氧化物体系。研究发表于Nature。 扭转电子学研究通过旋转一层二维材料相对于另一层来改变材料的电子行为。此前该领域主要聚焦于通过弱范德华力结合的超薄材料，如魔角石墨烯。通讯作者、北卡州立大学材料科学与工程助理教授Ruijuan Xu表示："扭转电子学领域是使用由弱范德华力键合的二维材料发展起来的。我们在此展示的工作证明，可以使用由强化学键连接的氧化物材料层——同时精确控制氧化物膜之间的晶体扭转角度。" Xu进一步指出："我们在氧化物层之间发现的强层间键合表明，可能存在全新的界面现象值得探索。我们展示了控制材料多种特性的能力——包括相结构和畴构型——这为设计针对特定应用的材料和器件提供了新途径。" 研究团队通过创建独立的氧化物晶体薄膜并将其以受控的扭转角度转移到另一层氧化物上，成功制造出大面积的扭转氧化物异质结构。与范德华材料不同，氧化物薄膜之间的强化学键产生了新的界面耦合效应，使研究人员能够通过扭转角度调控材料的铁电、磁电和超导等性质。 从应用角度看，这一突破对功能氧化物材料领域具有深远意义。氧化物体系涵盖了从铁电体、多铁性材料到高温超导体和催化剂的广泛功能材料。精确控制氧化物界面扭转角度的能力，将为下一代电子器件（包括存储器、传感器和量子计算元件）以及催化和能源转换材料的设计提供全新自由度。该研究得到美国国家科学基金会支持。 （来源：ScienceDaily）