扭曲双层石墨烯

这套理论模型刻画了扭曲二维材料的变形场与能量特征，为通过扭转角调控量子物性、设计二维量子器件提供了理论支撑。

Shuchang, Li · Zhang, Qian · Xing, Hanzheng · 张轩 · Ding, Bin · 李晓雁

National Science Review 2026

参数信息

能量密度-扭转角公式适用角度范围

0-30 °

技术优势

解析给出变形场

无需大规模数值模拟即可得到小扭转角下局域旋转、应变和应力的空间分布，可直接用于快速评估原子尺度重构效应。

能量密度公式

给出了能量密度与扭转角的非线性关系，覆盖从快速增长到接近饱和的整个演化过程（0°-30°），为不同扭转角下的稳定性评估提供依据。

多材料普适

理论预测与扭曲双层石墨烯、六方氮化硼、三层石墨烯的已有实验和计算数据吻合，表明模型对不同二维材料具有普适性。

应用场景

• 量子器件设计：用解析公式预测扭转角和材料组合下的应变与能量，辅助设定器件参数。
• 莫尔超晶格物理：定量描述莫尔图案从三角形位错网络到六边形畴壁的演化及其能量变化。
• 二维材料异质结：评估不同二维材料堆叠扭转时的原子尺度重构行为和力学响应。
• 纳米光学与光子学：提供应变场分布，可用于分析莫尔超晶格对光学性质的空间调制。