莫尔超晶格是调控低维材料电子结构、探索新奇关联量子态的重要平台。通过调节二维材料之间的相对转角和晶格匹配关系，可以形成长周期莫尔结构，进而改变电子能带和多体相互作用，孕育出丰富关联物态。我们前期的研究工作表明，莫尔结构能够显著重构低维体系的局域电子态，并通过层间耦合与晶格结构变化影响关联电子行为，说明莫尔工程为调控量子态提供了超越能带调控的空间自由度[Nature Communications 16, 11327 (2025)]。特别是在小转角、近公度条件下，晶格弛豫会引起莫尔结构重构，形成局域应变和堆垛环境连续变化的旋涡状莫尔结构，为纳米尺度调控关联电子态提供了新的途径。然而，这类重构莫尔结构如何影响电荷有序态，以及如何调控不同电荷序之间的相互作用，仍有待深入研究。

　　最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧研究员团队的郭辉副研究员等在单层VTe₂/NbSe₂范德华异质结中成功构筑了旋涡状莫尔超晶格，实现了电荷密度波的纳米尺度空间调控。他们利用分子束外延技术，在超导NbSe₂生长了层间相对转角约为1.4°的单层1T-VTe₂，形成旋涡状莫尔结构。结合极低温强磁场扫描隧道显微镜/谱测量与第一性原理计算，系统研究了局域结构重构、电荷密度波调控及其与近邻超导之间的关联。他们发现：1）莫尔晶胞内电荷密度波的空间重构：单层1T-VTe₂的本征长程电荷密度波转变为稳定性与相干性各异的局域短程电荷序，其中特定区域的短程电荷序可持续至室温；2）局域应力主导电荷序的稳定性：原子结构分析揭示了莫尔晶胞内由压缩到拉伸的局域应变变化，第一性原理计算进一步表明，压缩应力显著稳定电荷密度波，而拉伸应力则削弱其稳定性，揭示了电荷序空间重构的微观机制；3）短程电荷序与近邻超导呈现空间反关联：电荷序可维持至更高温度的区域表现出较弱的超导相干峰和较浅的超导能隙，表明两类电子序在同一莫尔晶胞内存在局域竞争关系。

　　该研究构筑了旋涡状莫尔超晶格，实现了电荷密度波的纳米尺度空间调控，揭示了局域应变重构对电荷序稳定性及空间相干性的调控作用，以及电荷密度波与近邻超导之间的空间反关联。这一成果拓展了传统莫尔能带工程的研究思路，为探索单个莫尔晶胞内不同电荷序的竞争关系，以及利用晶格重构调控低维关联量子态提供了新的实验平台。

　　相关成果以“Modulation of Charge Density Waves in a Twirling Moiré Superlattice”为题在线发表于《Nano Letters》上。物理所方迁博士、博士生时延昊、北京理工大学段璟奕博士、郭辉副研究员为共同第一作者；郭辉副研究员、陈辉研究员与北京理工大学蒋伟教授为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划项目和中国科学院的资助。文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c02529

图. 单层VTe₂/NbSe₂异质结中涡旋状莫尔超晶格的构筑及电荷密度波的纳米尺度调控