西湖大学

在此研究中，作者展示了魔角转角三层石墨烯中电可调的重费米子相图，这是通过位移场控制局域平带电子与巡游狄拉克电子之间的近藤杂化来实现的。研究结果揭示了从反铁磁半金属到顺磁重费米子金属的连续量子相变。在量子临界点处，观察到有效质量发散和费米面重构。这一高度可调的平台为研究重费米子物理提供了前所未有的调控能力，将莫尔异质结构确立为在二维极限下探索关联量子相（包括潜在非常规超导电性）的多功能平台。

本文系统综述晶圆级二维材料的关键制备技术，从面内单晶外延、垂直同质结构外延、可规模化异质结构外延，到人工转移堆叠与界面调控，全面梳理对称性引导外延、台阶引导外延、界面工程、偏析外延、远程外延与确定性堆叠等核心策略，结合系列关键图表深入阐释结构 — 界面 — 性能的构效关系，明确低温非晶格匹配外延、晶圆级精确转角控制、原子结构与器件性能关联表征等前沿方向，为理性设计大面积二维范德华功能结构提供统一框架与路线指引。

扭转莫尔超晶格已成为探索二维新奇物性的核心平台，但仍面临三类关键挑战：其一，研究长期集中于六方高对称体系，低对称与跨晶系堆叠稀缺，而对称性破缺恰是调控拓扑态、光电响应与偏振的重要抓手；其二，直接生长虽具洁净界面优势，却受材料对称性与热力学平衡限制，难以获得目标扭角，且扭转异质结与大面积生长仍待突破；其三，人工堆叠兼容性强但易污染与损伤，真空干转移与可原位调扭技术有望实现超洁净界面与实时调控。未来结合 AI/大数据进行结构—扭角—性能预测，将加速发现新的“魔角”与功能器件窗口。

在此，研究人员证明了平行堆叠扭曲WSe2中的这种空间周期性铁电极化可以将其摩尔电势印在远处的双层石墨烯上。除了石墨烯中的电荷中性点之外，这种远程摩尔电势还会产生明显的电阻峰，这些电阻峰可以通过WSe2的扭转角进行调节。

有鉴于此，近日，西湖大学李兰研究员团队通过将石墨烯-Al2O3-In2Se3异质结与微环谐振器(MRRs)集成，开发了非易失性电-光响应。在这种紧凑的器件中，石墨烯的光学吸收系数被α-In2Se3中的面外铁电极化大大调节，从而在MRRs中实现非易失性光传输。这项工作表明，将石墨烯与铁电材料相结合，为开发用于光学神经网络等新兴应用的光子电路中的非易失性器件铺平了道路。

3DG 与 MOF 的结合不仅可以有效克服 MOF 导电性差、稳定性低的局限性，而且可以有效防止石墨烯片间的聚集。此外，3DG/MOF 复合材料还可以衍生出结构和组成可调节的多种材料体系，从而扩大了其在电化学领域的应用。

自2015年以来，黄嘉兴团队发表了一系列研究文章，阐释了氧化石墨烯与水之间的关系——它在水里会分散吗？会以怎样的形态分散？一点点水与很多水，有什么不一样？普通干燥与极度干燥，又有什么不一样？

该课题组发现在极度脱水条件下，相邻氧化石墨烯片层上的羟基和羧基之间可发生酯化反应，将片层交联，从而降低氧化石墨烯在水中的分散性。这一发现将提醒人们重新检视氧化石墨烯材料在加工与制造过程中的各种干燥步骤，也可启发一系列共价修饰氧化石墨烯的方法，并为氧化石墨烯的应用提供新的思路。

十多年前人们发现氧化石墨烯薄膜具有非常高的刚性，这被归结于一些与二维材料有关的神奇性质，吸引全世界众多研究人员跳进来研究。但我们发现，这其实是一个不幸的错误，早期的工作中，氧化石墨烯膜样品是使用氧化铝过滤膜得到的，而氧化铝在弱酸性的水溶液中会被腐蚀而生成三价铝离子，从而将带负电的氧化石墨烯交联了。也就是说，前面有一系列关于氧化石墨烯奇妙性能的发现，其实是基于被污染的样品，并非反映了这个材料本身的性质。

西湖大学徐宇曦课题组及其合作者联合报道了一种简单而有效的自生长策略在石墨烯层间均匀可控生长超小氧化铁纳米颗粒，实现同时精准调控石墨烯的层间距和增强电解液的亲液性，从而得到高性能、长循环稳定的三维石墨烯自支撑钾离子电极材料。

黄嘉兴教授主要从事二维软材料、新型块体纳米结构材料及与公共卫生相关的材料等领域的研究，尤其是在以氧化石墨烯为代表的二维软材料方面做出了一系列原创性的工作。截止2021年1月，黄嘉兴教授发表过140多篇文章，H指数79。