物性物理学：バルクのモアレ金属における高次元フェルミオロジー
Nature 651, 8105 doi: 10.1038/s41586-026-10173-8
ここ10年間でモアレ材料は、物質の量子相を設計・制御するやり方を一変させた。モアレ材料は、強相関電子系の現象に適した汎用プラットフォームであり、新たな強誘電体状態、磁性状態、超伝導状態が実現する。不整合（インコメンシュレート）材料の中でもモアレ材料は、非周期的複合結晶であり、その長波長超格子構造により、その層を化学的に修飾することなく性質を調整することが可能になる。現状では、モアレ材料に関する報告はほぼ全て、熱力学的平衡状態から大きく外れた条件（T < 150℃）で作製されたファンデルワールスヘテロ構造を調べたものである。今回我々は、熱力学的平衡状態で高移動度モアレ材料を合成するという、概念的に新しい手法を提示する。我々は、剝離可能なインコメンシュレート格子のファンデルワールス結晶である、新しい層状超格子材料のファミリー(Sr6TaS8)1+δ(TaS2)8を報告する。交互に積層する層の間の格子不整合が、二次元（2D）モアレヘテロ2層超格子に類似したモアレ超格子を生成し、これらの超格子は、結晶全体にわたって整合的に保たれており、化学組成を変更せずに合成条件を通じて調整することができる。量子振動測定により、こうしたモアレ金属の複雑なフェルミオロジーがマッピングされ、構造的に最も単純なモアレ金属のフェルミ面でも、40以上の異なる断面積から構成されることが示された。これは、こうしたバルクのモアレ金属が、インコメンシュレート格子に対する十分に確立された結晶学的方法と類似するやり方で高次元超空間結晶の電子特性を体現していると提案することによって、自然に理解される。より広義には、今回の成果は、エレクトロニクス応用に向けた大面積モアレ材料を製造できる可能性のあるスケーラブルな合成手法を示すとともに、高次元で提唱されている現象を実現する新たな材料設計概念を実証している。
