在范德华异质结构领域，扭曲工程被广泛关注作为调节电子特性的有效方法。扭曲范德华异质结构形成的莫尔超晶格因其独特的可调电子性质而成为研究热点。尤其是在调节自旋结构和自旋-轨道耦合（SOC）方面，这一方法显示了巨大的潜力。然而，尽管理论上预测了扭曲角度对石墨烯基异质结构中自旋结构的调节作用，实验验证仍然缺乏。

　　为了解决这一挑战，北京航空航天大学杨皓哲副教授与西班牙巴斯克科学基金会Fèlix Casanova等人合作在Nature Materials期刊上发表了题为“Twist-angle-tunable spin texture in WSe2/graphene van der Waals heterostructures”的最新论文。作者采用了自旋进动实验来探索在WSe2/石墨烯异质结构中扭曲角度对自旋结构的调节。通过精确测量扭曲角度，并在不同角度下进行自旋-电荷相互转换（SCI）测试，作者发现扭曲角度确实会显著影响自旋结构。具体而言，当扭曲角度发生变化时，自旋结构的螺旋性可以被逆转，从而导致非常规的Rashba-Edelstein效应（UREE）的出现，并且这种现象在室温下依然显著。这些结果展示了通过调节扭曲角度来实现自旋结构的全面控制的可能性，为自旋电子学与扭曲电子学的结合开辟了新的研究方向。

　　本研究首次通过实验验证了在WSe2/石墨烯范德华异质结构中，扭曲角度能够调控自旋结构的现象。通过自旋进动实验，作者成功观察到扭曲角度不仅能够调节自旋纹理的类型，还可以改变自旋-电荷相互转换（SCI）的性质。这为深入理解莫尔超晶格中自旋现象的调控机制提供了重要的实验支持。

　　结果显示，扭曲角度可以改变由Rashba效应（REE）和非常规Rashba-Edelstein效应（UREE）引起的SCI的方向性和强度。在特定的扭曲角度下，除了传统的正交自旋分量之外，还出现了与电子动量径向一致的自旋分量。这种现象表明，通过调整扭曲角度，可以实现对自旋-电荷相互转换的精确控制，为未来设计自旋电子器件提供了新的策略。

　　研究发现，自旋纹理的螺旋性（helicity）可以通过调节扭曲角度来逆转。这一发现表明，WSe2/石墨烯异质结构中的自旋-轨道耦合（SOC）特性是高度可调的。具体而言，当扭曲角度发生变化时，自旋纹理的径向分量可以被打开或关闭，甚至改变其符号。这一可控性为开发具有动态自旋特性的自旋电子器件提供了可能。

　　本研究表明，扭曲角度引起的非常规Rashba-Edelstein效应（UREE）在室温下依然存在，这对实际应用具有重要意义。大多数自旋电子学器件需要在室温下工作，因此在室温条件下保持自旋效应的稳定性是器件实际应用的关键。本研究的发现表明，通过扭曲角度调节的自旋效应具备实用潜力。

　　作者通过实验演示了通过改变WSe2和石墨烯层之间的扭曲角度来调节自旋结构的可行性。调整扭曲角度会改变异质结构的SOC，从而导致自旋结构的变化，这在SCI中得以体现。通过自旋进动实验，作者证实了源于径向自旋结构的UREE所导致的可切换SCI。这种径向自旋结构甚至可以通过轻微的扭曲角度变化改变其螺旋性。此外，这种由扭曲角度引起的UREE在室温下依然存在。本文的研究强调了通过扭曲角度调节自旋结构的能力，建立了自旋电子学与扭曲电子学之间的联系。本研究还进一步探索扭曲角度对SOC的影响，有望为自旋电子学与莫尔异质结构之间的相互作用提供有价值的见解，最终为开发具有可调扭曲角度的新型自旋电子器件铺平道路。

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　　原标题：《【复材资讯】Nat. Mater.：探索在WSe₂/石墨烯异质结构中扭曲角度对自旋结构的调节》

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