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根本停不下来!!!魔角石墨烯又双叒叕发Nature

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  • 时间:2020-07-13 14:03:08

 

  在魔角扭曲双层石墨烯中,超导和相关绝缘态的共存引发了人们对它们之间关系的有趣提问。独立控制掌管这些状态的微观机制可以帮助揭示它们的个体作用和阐明它们之间复杂的相互作用。

  有鉴于此,巴塞罗那科学技术研究所Dmitri K. Efetov等人报道了通过改变石墨烯和金属屏蔽层的间隔距离来直接调节电子的相互作用。

  他们观察到,当屏蔽层间距小于典型Wannier轨道尺寸的15 nm且扭转角与1.10±0.05度魔角略有偏离时,器件的相关绝缘子发生淬灭。在没有相关绝缘体的情况下,超导不会被削弱,而是持续存在,它占据了相关绝缘体腾空的相空间,并跨越了宽的掺杂区域而没有间断。这个结果有别于之前所有的研究,其中金属层被放置在远离魔角扭曲双层石墨烯(MATBG)超过30 nm位置和超导区域仅在相关绝缘体存在的情况下才被发现。这些观察结果表明,绝缘和超导相互竞争,而不是共享共同的空间。另外,作者发现半填充的绝缘子会在0.4特斯拉的较小平面外磁场中重新出现,从而产生陈数(Chern number)为2的量化霍尔状态。该研究建议对摩尔纹石墨烯中绝缘相和超导相之间经常被假定的“亲子关系”进行重新检验,并提出一种直接探测强相关系统中超导微观机制的方法。

 

图1:接近魔角的筛选控制的魔角扭曲双层石墨烯(MATGB)相位图

图2:超导性和相关绝缘相与温度和密度的关系

图3:在小的平面外磁场中形成Chern绝缘子

  魔角石墨烯超导和绝缘态的微观机理研究一直是国际前沿研究的焦点和挑战,作者的这项工作为揭示双层魔角石墨烯中的绝缘态和超导态之间错综复杂的关系提供了借鉴意义,加深了对这种相进行控制的其中微观机制的理解,并为理解具备强相互作用的超导体系提供了新的方案。
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2459-6