Forskare vid University of Hong Kong och Hunan Normal University visade att i övergångsmetalldikalkogenider i homobilager, Berry-fasen i det verkliga rummet från moirémönster manifesteras som ett periodiskt magnetfält. Fältstorleken kan nå hundratals Tesla under en typisk moiréperiod på 10 nanometer. För lågenergibärare, detta berryfasinducerade magnetfält förverkligar ett topologiskt flödesgitter för kvantspinnshallen.

I van der Waals skiktade strukturer, när två intilliggande lager har liten gitterfel och nästan i linje med kristallina riktningar, interskiktets atomregister kommer att variera regelbundet på en längdskala som är mycket större än monoskiktsgitterkonstanten, känd som moiré supergitter. Konstruktion av moiré -mönstret har blivit ett kraftfullt tillvägagångssätt för att skräddarsy elektroniska, optiska och topologiska egenskaper.

Moirémönstrets natur som en rumslig struktur av atomkonfigurationer tyder på att Berry-faseffekten i det verkliga rummet kan vara en oumbärlig del av moiré superlattice-fysik. I material av kondenserat material, den inre kvantstrukturen (spin eller pseudospin) hos en kvasipartikel kan ha ett beroende av dess position och momentum, vilket kan ge upphov till real-space och momentum-space Berry-faseffekter. Några välkända manifestationer av Berry-fasen i momentum-rymden är de avvikande Hall- och spin-effekterna i homogena kristaller. Under tiden, rumslig inhomogenitet kan ge upphov till Berry-fasen i det verkliga rummet som är Berry-krökningens totala flöde genom en yta innesluten av en slinga. Berry-krökning i det verkliga rummet fungerar som ett magnetfält, vilket också kan leda till Hallström. Sådana topologiska Hall -effekter har väckt anmärkningsvärt intresse, och har observerats i magnetiseringsskyrmion och domänstrukturer.

Nyligen, i en forskningsartikel publicerad i National Science Review , forskare vid University of Hong Kong, Hongkong, Kina, och vid Hunan Normal University i Hunan, Kina presenterar möjligheten att förverkliga jätte magnetfält genom moiré -mönsterteknik. Medförfattare Hongyi Yu, Mingxing Chen och Wang Yao visade att i övergångsmetalldikalkogenider i homobilager, den verkliga rymden Berry-fasen från moirémönster manifesteras som ett periodiskt magnetfält, med magnetflödet per moiré -supercell ett kvantiserat värde. I ett moirémönster introducerat av en enaxlig stam, magnetflödet har ett annat tecken än det som introduceras av en vridande eller biaxial stam, även om de kan ha samma potentiella landskap. Fältstorleken skalar omvänt med kvadraten i moiréperioden, och kan nå hundratals Tesla under en typisk moiréperiod på 10 nanometer. Anmärkningsvärt, real-space-profilen för moiré-magnetfältet kan kontinuerligt ställas in med en mellanlager elektrisk förspänning. Under en blygsam elektrisk förspänning, sker en topologisk övergång där magnetflödet per supercell har ett kvantiserat hopp (från ± 2π till 0).