在基于范德华异质结构的光电器件中，h-BN和石墨烯经常分别被用于制备绝缘封装层和电极材料。其中，h-BN作为一种绝缘体材料，拥有良好的化学稳定性，表面没有悬挂键，适宜作为衬底或封装层，保护其他脆弱的二维材料（比如过渡金属硫族化合物、黑磷等），使其免于暴露在环境中被氧化或污染，同时避免对这些材料的本征物性产生影响。而作为一种二维半金属材料，石墨烯具有平坦的表面和超高的面内电导率，在一些光电器件中，常被用于创造材料的电学接触。然而，在类似的体系中，石墨烯和h-BN的接触事实上会产生新的异质界面，它们之间的摩尔势可能会影响能带结构。
张余洋课题组与北京大学高鹏课题组、刘开辉课题组合作，针对转角h-BN/石墨烯界面摩尔势对其电子结构的影响开展研究，利用透射电子显微镜的电子能量损失谱测量并结合第一性原理计算，揭示了h-BN/石墨烯异质结中的转角关联耦合效应。
为了研究异质结堆叠过程中的转角效应，北京大学-国科大研究团队结合扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱（STEM-EELS）和第一性原理计算，系统性研究了转角h-BN/石墨烯范德华异质结构中的带间跃迁行为，发现其表现出了强烈的转角依赖特性。摩尔势变化的同时也对石墨烯能带产生了一定影响，使石墨烯层内跃迁随着转角的增加而红移。同时，由于h-BN和石墨烯的倒格子在晶格呈现转角时投影关系的改变，投影到石墨烯布里渊区中的h-BN倒格点也会发生相应的旋转，由此产生了新的层间跃迁路径，对应跃迁能量随转角改变连续可调。
h-BN/石墨烯异质结构由湿法转移制备，其中的带间跃迁行为由STEM-EELS方法探测，其原理图如图1(a)所示。这样的光路结构能够在同一微区记录样品的HAADF图像、SAED花样和EELS。图1(b)显示了五个转角结构典型的SAED图案，对应转角分别为5.6°、10.3°、15.5°、21.9°和28.2°。在相应区域得到的HAADF图像也显示不同的摩尔周期，如图1(c)所示。
