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曹原发完Nature,魔角三层石墨烯再登Science!

已有 484 次阅读 2021-3-19 09:13 |个人分类:科研动态|系统分类:论文交流

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魔角石墨烯相信大家都已经很熟悉了,前段时间,中科大天才少年曹原以通讯作者身份发了Nature,在魔角扭曲三层石墨烯(MATTG)中发现了摩尔超导,其电子结构和超导性能的可调性优于魔角扭曲双层石墨烯。但是之前的关于魔角石墨烯的工作基本上都是发表在Nature上,好像没Science啥事了?你错了,这不,2021年3月12日,Science上线了一篇魔角石墨烯的工作,还是三层石墨烯,发完Nature, 发Science,直接让我惊呼“好家伙”!

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哈佛大学Philip KimScience发表Electric field–tunable superconductivity in alternating-twist magic-angle trilayer graphene,即交变扭曲魔角三层石墨烯中的电场可调超导。相比于曹原的Nature(发现了魔角扭曲三层石墨烯中的摩尔超导),本文直接利用电场对超导进行了调节,研究深度增加,因此发表Science也是理所应当。

扭曲双层石墨烯(TBG)的实验发现为研究摩尔工程电子带中的相互作用效应提供了新的可能性。根据早期的理论预测,两张扭曲的石墨烯薄片的杂化可以在薄片之间在“魔角”处产生几乎平坦的能带。而近期的魔角三层石墨烯中超导的发现为超导家族添加了新成员。作者构建了一种范德华异质结构,该结构由三层石墨烯层组成,其交错扭角为±θ。在平均扭转角θ ~ 1.56°,即理论上预测的形成平坦电子带的“魔角”下,作者观测到了电场可调谐超导,其最高临界温度为2.1开尔文。通过调节掺杂能级和位移场,作者发现超导区与摩尔波段的极化同步发生,并在高位移场被范霍夫奇点所限制。作者的发现与弱耦合描述不一致,这表明观测到的摩尔超导性具有非常规性质。

图文详情

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图1. 器件的结构和表征

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图2. 扭曲三层石墨烯的超导

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图3. 电场调控的超导

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图4. 霍尔数据和能带结构

文献信息

Electric field−tunable superconductivity in alternating-twist magic-angle trilayer graphene, Science 371 (6534), 1133-1138.

https://science.sciencemag.org/content/sci/371/6534/1133.full.pdf

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