近日，中国人民大学物理学院博士生刘泽宇、季威教授联合深圳大学吴泽文博士、孔祥华副教授在Nanoscale Horizons发表题为“Kagome electronic states in gradient-strained untwisted graphene bilayers” 的通讯论文 ，并被选为当期的封面论文[Nanoscale Horiz., 2025,10, 1956-1964]。该研究提出利用面内梯度应变在无转角双层中构建摩尔超晶格（moiré superlattice）的理论策略，并通过力场弛豫和大尺度第一性原理计算发现了应变可调的kagome电子态。
摩尔超晶格存在于无转角和转角的异质结构以及转角同质结构中，因其有可能承载奇异的电子态而备受关注。然而，无转角同质结中摩尔超晶格的形成和表征在很大程度上仍未得到充分探索，尤其是其几何和电子特性方面。
这项工作提出并展示了利用双层石墨烯中的面内应变梯度构建摩尔超晶格的新型理论策略。通过结合力场弛豫方法和大规模密度泛函理论计算，报道了三种kagome-like构型，并揭示了与之相关的kagome电子能带可通过面内应变进行调谐。这些与kagome相关的性质通过将局部堆叠顺序依赖的层间耦合与平面内和平面外结构畸变相关联来解释。最后，利用线图表示建立了六角晶格与完全松弛双层中的kagome晶格之间的联系。
这项研究将具有新奇物理相的材料家族扩展到了未扭曲的同质双层结构，为低维材料中量子电子态的应变工程开辟了令人兴奋的途径。
在本工作中，中国人民大学博士生刘泽宇、深圳大学孔祥华博士、深圳大学吴泽文博士为论文共同第一作者。物理学院季威教授、深圳大学孔祥华副教授为该论文的共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、科技部、教育部等的支持。相关计算在中国人民大学高性能计算物理实验室和公共计算云完成。
文章链接：Kagome electronic states in gradient-strained untwisted graphene bilayers
