光驱动摩尔超晶格的扭转与解旋

二维莫尔材料是通过人工堆叠原子级厚度的单层薄膜形成的。通过精确选择堆叠几何结构，可以设计出关联量子相和拓扑量子相[1,2,3]。这些定制的电子特性极大程度上依赖于层间耦合和原子排列[4,5]。一个悬而未决的问题是：在超快时间尺度上，原子排列如何响应光激发？莫尔几何结构能否被动态重构以实时调控涌现现象？本文研究表明，飞秒光激发可驱动2°和57°扭转角的WSe₂/MoSe₂异质双层中莫尔超晶格的相干扭转-解扭运动，这一运动通过超快电子衍射直接观测到。在高于带隙的光激发下，莫尔超晶格的衍射特征在1皮秒内增强，随后在几皮秒后减弱，这与典型的光致晶格加热现象明显不同。动力学衍射分析在样品动力学模拟的支持下表明，局域扭转角的峰-谷调制幅度为0.6°，这与亚太赫兹频率的莫尔声子相关。这种运动是由超快电荷转移驱动的，超快电荷转移会短暂增强层间吸引力。我们的研究结果有望实现对莫尔周期性晶格畸变的超快控制，进而实现对塑造激子、极化子及关联驱动行为的局域莫尔势的超快控制。