東京大学,北陸先端科学技術大学院大学,大阪大学,科学技術振興機構（ＪＳＴ）

令和７年３月２７日

東京大学
北陸先端科学技術大学院大学
大阪大学
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

２次元格子をひねって重ねると１次元超格子が出現

～２次元原子層物質が１次元物性研究の新しいプラットフォームに～

ポイント

東京大学 生産技術研究所の張 奕勁 助教と町田 友樹 教授らの研究グループは、北陸先端科学技術大学院大学 ナノマテリアル・デバイス研究領域の大島 義文 教授および高村 由起子 教授の研究グループ、大阪大学 大学院理学研究科の越野 幹人 教授の研究グループと共同で、原子層物質の人工ツイスト２層構造において1次元の周期性を持つモアレ超格子が実現できることを明らかにしました。

本研究では、二テルル化タングステン（ＷＴｅ２）の原子層２枚を使用し、それぞれの結晶方位に角度差（ツイスト角）を付けた状態で人工的に重ね合わせた構造（ツイスト２層構造）を作製し、透過型電子線顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて原子の配列パターンを直接観察しました。一般的にツイスト２層構造で出現するモアレ超格子内の原子配列パターンは２次元の周期性を持って変化しますが、本研究では特定のツイスト角において配列パターンの変化が１次元的になる、すなわち周期性が一方向のみになることを世界で初めて示しました。また、本モアレ超格子が従来のモアレ超格子とは異なる原理で形成されていることを理論的に突き止めました。１次元性による母物質の物性変調に伴う新奇物性探索の新しい舞台になることが期待されます。

本研究成果は、２０２５年３月２７日（米国東部夏時間）付で「ＡＣＳ Ｎａｎｏ」に掲載されます。

本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業 さきがけ「トポロジカル材料科学と革新的機能創出（研究総括：村上 修一）」研究領域における「極性二次元物質とそのヘテロ構造におけるバルク光起電力効果（ＪＰＭＪＰＲ２０Ｌ５）」、同 さきがけ「新原理デバイス創成のためのナノマテリアル（研究総括：岩佐 義宏）」研究領域における「顕微分光による二次元物質デバイスの物性開拓（ＪＰＭＪＰＲ２４Ｈ８）」、同 戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴ「原子・分子の自在配列・配向技術と分子システム機能（研究総括：君塚 信夫）」研究領域における「原子層のファンデルワールス自在配列とツイスト角度制御による物性の創発（ＪＰＭＪＣＲ２０Ｂ４）」、日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域（Ａ）「２．５次元物質科学：社会変革に向けた物質科学のパラダイムシフト」（課題番号：ＪＰ２１Ｈ０５２３２、ＪＰ２１Ｈ０５２３３、ＪＰ２１Ｈ０５２３４、ＪＰ２１Ｈ０５２３５、ＪＰ２１Ｈ０５２３６）、および文部科学省 マテリアル先端リサーチインフラ事業（課題番号：ＪＰＭＸＰ１２２３ＪＩ００３３）の支援により実施されました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Intrinsic One-Dimensional Moiré Superlattice in Large-Angle Twisted Bilayer WTe2”
ＤＯＩ：10.1021/acsnano.4c17317

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Physics meets art: a new twist on interference patterns”

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