Curvatura espontánea en heteroestructuras bidimensionales de van der Waals

Las heteroestructuras bidimensionales (2D) de van der Waals (vdW) consisten en diferentes cristales 2D con diversas propiedades, constituyendo la piedra angular de la nueva generación de dispositivos electrónicos 2D. Sin embargo, las interfaces en las heteroestructuras rompen inevitablemente la simetría volumétrica y la continuidad estructural, lo que resulta en delicados reordenamientos atómicos y nuevas estructuras electrónicas. En este documento, predecimos que las interfaces 2D experimentan curvatura espontánea, lo que significa que cuando dos capas 2D planas se acercan entre sí, inevitablemente experimentan curvatura fuera del plano. Basado en simulaciones de dinámica molecular a gran escala asistidas por aprendizaje profundo, observamos desplazamientos significativos fuera del plano de hasta 3.8 angstrom en biocapas de grafeno/BN inducidos por curvatura, produciendo un patrón de moiré hexagonal estable, que concuerda bien con observaciones experimentales. Además, la flexibilidad fuera del plano de los cristales 2D permite la propagación de la curvatura a través del sistema, influyendo así en las propiedades mecánicas de la heteroestructura. Estos hallazgos ofrecen conocimientos fundamentales sobre la estructura atómica en heteroestructuras 2D de vdW y allanan el camino para sus aplicaciones en dispositivos.