Des chercheurs de l'Université de Manchester ont découvert des phénomènes intéressants lorsque plusieurs matériaux bidimensionnels sont combinés en hétérostructures de van der Waals (des « sandwichs » en couches de différents matériaux).

Ces hétérostructures sont parfois comparées à des briques Lego, où les blocs individuels représentent différents cristaux atomiquement minces, comme le graphène, et sont empilés les uns sur les autres pour former de nouveaux appareils.

Publié dans Avancées scientifiques , l'équipe s'est concentrée sur la façon dont les différents cristaux commencent à altérer les propriétés fondamentales les uns des autres lorsqu'ils sont rapprochés si étroitement. Il est particulièrement intéressant lorsque deux cristaux correspondent étroitement et qu'un motif moiré se forme. Il a été démontré que ce motif moiré affecte une gamme de propriétés dans une liste croissante de matériaux 2D. Cependant, typiquement, la géométrie du motif moiré impose une restriction sur la nature et la taille de l'effet.

Un motif moiré est dû au décalage et à la rotation entre les couches de matériaux, qui produit un motif géométrique semblable à un kaléidoscope.

L'équipe a brisé cette restriction en combinant des motifs de moiré dans un composite "super-moiré" en graphène, à la fois l'alignement sur le substrat et l'encapsulation du nitrure de bore hexagonal. Les chercheurs ont démontré la nature de ces réseaux composites de super-moiré en montrant des modifications de la structure des bandes dans le graphène dans le régime de basse énergie. Par ailleurs, ils suggèrent que les résultats pourraient fournir de nouvelles directions pour la recherche et la fabrication de dispositifs.

Zihao Wang et Colin Woods, auteurs de l'article, a déclaré :« Ces dernières années, les motifs moirés ont permis l'observation de nombreux phénomènes physiques passionnants, du neuf, états excitoniques de longue durée, Le papillon de Hofstadter, et supraconductivité. Nos résultats repoussent les limites géométriques de ces systèmes et présentent donc de nouvelles opportunités de voir plus d'une telle science, ainsi que de nouvelles pistes d'applications."