Un equipo de investigación del Brookhaven National Laboratory y la Universidad de Stanford logró visualizar a escala atómica la formación de dominios de supermoiré en grafeno trilayer helicoidal (HTG) con un ángulo de torsión cercano a 1.7 grados, confirmando experimentalmente una predicción teórica sobre la existencia de una red de estados topológicos de borde en este material. Mediante microscopía y espectroscopía de efecto túnel (STM/S), los científicos identificaron dominios triangulares de unos 120 nanómetros de lado, cada uno albergando bandas planas separadas de las bandas remotas por brechas energéticas de aproximadamente 40 meV.
El análisis de las dos redes de moiré —correspondientes a las interfaces superior e inferior del trilayer— reveló un desajuste sistemático: la red AA23 presenta un período real aproximadamente 7% mayor que la red AA12. A partir de la geometría medida, los autores determinaron ángulos de torsión de 1.74° para la interfaz superior-media y 1.61° para la media-inferior, con deformaciones uniaxiales de -0.10%, +0.05% y +0.05% en las capas superior, media e inferior, respectivamente. Esa combinación de desajuste angular y heterodeformación explica el tamaño reducido y la distorsión de los dominios observados frente a la predicción ideal de 260 nanómetros.
Las paredes de dominio exhiben estados de borde espectralmente uniformes a lo largo de su longitud, en concordancia con cálculos de modos topológicos protegidos por valle. Los investigadores documentaron además la reversión de la polarización de subred al cruzar una frontera de dominio, evidencia directa del cambio topológico entre dominios adyacentes. El trabajo, publicado en arXiv, constituye la primera validación a escala atómica del modelo de supermoiré en HTG y abre la puerta a sistemas con brechas topológicas intrínsecas mayores que las típicas de materiales de moiré.
En corto: La microscopía de barrido confirmó la relajación del grafeno trilayer helicoidal en dominios de supermoiré con bandas planas aisladas por brechas de 40 meV y estados de borde topológicos uniformes, validando experimentalmente la predicción teórica y estableciendo una plataforma para el estudio de interfaces topológicas internas en materiales de moiré.