二维（2D）范德华异质结（vdWH）和超晶格（vdWSL）无需晶格匹配即可构造新奇能带结构、引入电子物性，因此受到广泛关注。然而其应用受限于制备技术：当前主要通过逐层堆垛或化学气相沉积获得层数有限的低阶vdWSLs，在制备高阶vdWSLs过程中易引入晶格破损、界面掺杂等缺陷态，影响后续物性表征测试。目前，如何构建稳定的、具有更多嵌段单元的高阶vdWSLs，仍然是一个巨大的挑战。

针对这一问题，湖南大学段曦东教授与加州大学洛杉矶分校段镶锋教授合作，利用毛细效应，引发垂直异质结的自然卷曲，首次实现了二维材料领域长期求而未得的高阶超晶格。这些超晶格的形成调节了材料的电子能带结构，维数和其他物理性质。其中的SnS2/WSe2范德华异质结从平面到卷的转变实现电学性质从半导体到金属，维度从2D到一维（1D）的转变，以及与角度相关的线性磁阻。同时，研究获得了不同手性(或Eshelby扭转)的范德华超晶格纳米卷和相关的摩尔纹结构。进一步探索这种垂直超晶格的独特传输特性和其它物理性质将是未来研究的一个有趣的课题。此外，该方法具有通用性，作者构建了各种2D/2D vdWSLs，更复杂的2D/2D/2D vdWSLs，以及混合维度的vdWSLs，例如三维（3D）/2D、3D/2D/2D、1D/2D和1D/3D/2DvdWSLs。这项研究提供了制备具有广泛变化材料成分、不同维度、手性和拓扑结构的高阶vdWSLs的通用方法，为基础研究和技术应用提供了丰富的材料平台。
研究成果于2021年3月17日以“High-order superlattices by rolling up van der Waals heterostructures”为题发表在《Nature》（Nature, 2021, 591, 385），赵蓓和万众为共同第一作者，段曦东教授、段镶锋教授为共同通讯作者。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03338-0