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由美国麻省理工(MIT)pablo Jarillo-Herrero研究团队(第一作者曹原)--魔角石墨烯超晶格中的超导性
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由美国麻省理工(MIT)pablo Jarillo-Herrero研究团队(第一作者曹原)--魔角石墨烯超晶格中的超导性

在这里,实现了非常规的超导性,这是不能通过弱的电子-质子相互作用解释的,而是由堆叠两层石墨烯片经过扭转一定小角度产生的二维超晶格打造的超导体。扭转角度大约在1.1°左右为第一个魔角,这种扭曲的双层石墨烯的电子能带结构表现出接近零费米能级的扁平带,导致半填充时的绝缘状态。在静电掺杂材料时,我们观察到可调零电阻状态是在临界温度为1.7 K实现的,即此时材料变成超导体。扭曲双层石墨烯的温度-载流子密度相图类似于铜氧化物(或铜酸盐),并且包括对应于超导性的圆顶形部分。此外,材料的纵向电阻中的量子振荡表明邻近绝缘态的低费米表面的存在,类似于低度掺杂的铜酸盐。该扭曲双层石墨烯的较高超导临界温度,鉴于如此小的费米能面,这就意味着它可以以传统超导体10-4的电子实现超导性。扭曲双层石墨烯是一种精确可调的,纯碳基二维高温超导体。

Figure 1。石墨烯超晶格中的二维超导性。

 

Figure 2.在魔角TBG中的栅极可调超导性。

 

Figure 3.在魔角TBG中超导状态的磁场响应。

 

Figure 4.不同磁场下魔角TBG的温度-密度相图。

 

Figure 5.高场下魔角TBG中的量子振荡情况。

 

Figure 6.强耦合限制下的超导性。

该研究工作由美国麻省理工(MITpablo Jarillo-Herrero研究团队(第一作者是中国学生曹原)于2018年发表在Nature期刊上。原文:Unconventional superconductivity in magic-angle graphene superlatticesdoi:10.1038/nature26160

 
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