Recent Advances in 2D Moiré Materials

Vom 26. bis 29. Juli 2026 traf sich in München die internationale Spitze der „Moiré-Forschung“. Mit Eva Y. Andrei und Pablo Jarillo-Herrero nahmen zwei der drei wenige Wochen zuvor gekürten Träger des Kavli-Preises für Nanowissenschaften 2026 daran teil. Jarillo-Herrero eröffnete die Tagung im historischen Hauptgebäude der LMU mit einem Ausblick auf die nächste Generation von Moiré-Quantenmaterialien; Andrei schloss sie mit einem Vortrag über Multifraktalität und Schwere-Fermionen-Verhalten in quasiperiodischen Moiré-Kristallen. Damit wies das Seminar eine der hochkarätigsten europäischen Besetzungen des Sommers auf diesem Forschungsgebiet auf.

Der Moiré-Effekt ist aus dem Alltag von überlagerten Gittern oder Stoffen bekannt. In atomar dünnen Materialien wird er zu einem Werkzeug der Quantenphysik: Werden zwei Kristallschichten leicht gegeneinander verdreht, entsteht eine neue, deutlich größere periodische Struktur. Bei besonderen „magischen“ Winkeln können sich die elektronischen Bänder stark abflachen. Die Bewegungsenergie der Elektronen tritt dann in den Hintergrund, während Wechselwirkungen dominieren. So entstehen korrelierte Isolatoren, Magnetismus, topologische Zustände und unkonventionelle Supraleitung. Für die grundlegende Etablierung dieses als Twistronik bezeichneten Forschungsfelds erhielten Andrei, Jarillo-Herrero und Allan H. MacDonald den Kavli-Preis.

Das Programm spannte den Bogen von Graphen und Übergangsmetall-Dichalkogeniden hin zu neuen Materialplattformen. So wurde über korrelierte Topologie und Magnetismus in verdrehtem MoTe₂ ebenso berichtet wie über M-Punkt-Moiré-Systeme und rhomboedrisches Mehrlagengraphen, in denen hochgradig abstimmbare topologische Phasen und fraktionale Zustände untersucht werden. Mehrere Beiträge beleuchteten auch die weiterhin offene Frage nach dem Ursprung der Supraleitung in Moiré-Systemen.

Ein zweiter Schwerpunkt lag auf experimentellen Methoden, die diese empfindlichen Quantenzustände orts- und energieaufgelöst sichtbar machen, z.B. Quantendrehmikroskopie, lokale Elektrometer, Rauschmessungen und optische Sonden. Ergänzt wurde dies durch neue theoretische Ansätze, darunter das topologische Schwere-Fermionen-Modell und Vielteilchenrechnungen. Gerade das enge Zusammenspiel von Experiment und Theorie prägte die Diskussionen: Welche universellen Mechanismen verbinden die wachsende Zahl von Moiré-Plattformen, und welche Materialsysteme versprechen künftig besonders robuste Quantenzustände?

Neben den eingeladenen Vorträgen boten zwei Postersitzungen insbesondere Nachwuchsforschenden Raum für intensiven Austausch. Die kompakte Atmosphäre der Scholastika, gemeinsame Diskussionszeiten und das Konferenzabendessen im Augustiner-Keller förderten neue Kontakte über Materialklassen und Methoden hinweg. Die Tagung machte deutlich, dass sich die Twistronik von der Entdeckung einzelner spektakulärer Phänomene zu einer breit aufgestellten Plattform für das gezielte Design korrelierter und topologischer Quantenmaterie entwickelt.

Wir danken der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung für die großzügige finanzielle und organisatorische Unterstützung sowie allen Teilnehmenden für die lebhaften Diskussionen.

Prof. Dr. Dmitri K. Efetov, Dr. Giorgio di Battista, LMU München

Prof. Dr. Tim Wehling, U Hamburg

Prof. Dr. Roser Valentí, U Frankfurt