약하게 비틀린( m arginally twisted ) 박막( van der Waals ) 동종 및 이종 헤테로구조에서는, 자발적인 원자 재구성이, 경계면(domain boundaries)로 분리된 정합성 있는 적층 도메인(commensurate stacking domains)을 형성하며, 이 경계면은 전위(dislocations)로 간주될 수 있다. 여기서는 재구성된 도메인 경계 네트워크 내 도메인 경계의 버거스 벡터(Burgers vectors)를 규명하기 위해, 회절-대조 분석을 결합한 암시야 투과 전자현미경(dark field transmission electron microscopy)을 사용한다. 이차원(2D) 재료의 원자적으로 얇은 특성으로 인해, 회절 대조는 운동학적 근사(kinematical approximation) 내에서 해석될 수 있으며, 이에 따라 전위의 성격을 단순하고 접근 가능하게 분석할 수 있다. 항병렬 적층(antiparallel stacking)을 갖는 약하게 비틀린 이층 MoS2에서는, 커다란 육각형 MX′ 도메인이 나사형(screw-type) 완전 전위(perfect dislocations)로 이루어진 네트워크에 의해 둘러싸여 있다. 비틀림 각도가 증가함에 따라, 이러한 육각형 도메인은 정삼각형(triangular) MX′ 도메인으로 진화하며, 완전 전위의 육각형 네트워크로부터 부분 전위(partial dislocations)의 삼각형 네트워크로 도메인 경계가 재조직된다. 본 연구는 재구성된 비틀린 2D 재료에서 전위 네트워크와 비틀림 각도에 의해 유도되는 그 진화 과정을 규명하기 위한 접근 가능한 틀을 확립한다.

원소 인은 다양한 다형체(polymorphs)를 통해 안정화될 수 있는 능력 때문에 재료 설계 측면에서 흥미로운 기회를 제공한다. 본 연구에서는 1차원(1D) 인 나노링(nanoring)과 나노헬릭스(nanohelix) 구조를 조사한다. 1차원 인 동소체는 나노 반응 용기 역할을 하는 탄소 나노튜브(CNTs) 내에서 안정화된다. 투과전자현미경(TEM) 이미징은 나노링 및 나노헬릭스 구조의 형성에 대한 실험적 증거를 제공한다. 제일원리 계산은 원자가대(valence)와 전도대(conduction) 사이에서 서로 다른 궤도 성격을 보이며, 또한 변형에 의해 원자가대의 재배열(valence band reordering)이 유도됨을 밝혀낸다. 본 연구 결과는 1차원 인 나노구조의 위상학적(topological) 및 광학적(optical) 성질에 대한 후속 연구를 위한 기반을 제공한다.