无摩尔纹石墨烯多层结构中的声学声子介导超导

我们研究了无摩尔纹石墨烯多层结构（具体而言为伯纳尔双层石墨烯、菱面三层石墨烯和 ABCA 堆叠四层石墨烯）中声学声子介导超导与长程库仑相互作用之间的竞争。在这些石墨烯多层结构中，声学声子可通过电子-声子耦合实现自旋单态与自旋三重态配对，且同子格配对（$s$ 波自旋单态与 $f$ 波自旋三重态）为主导通道。我们的理论自然解释了伯纳尔双层石墨烯与菱面三层石墨烯中近期不同的实验发现，并进一步预测了 ABCA 四层石墨烯中由电子-声子相互作用引起的超导存在。特别地，我们证明声学声子介导超导在菱面三层石墨烯与 ABCA 四层石墨烯的宽掺杂范围内占优，而在伯纳尔双层石墨烯中超导仅存在于范霍夫奇点附近的窄掺杂范围内。我们理论的关键特征在于纳入了具有适当范霍夫奇点的真实能带结构，以及反对声子诱导超导配对的库仑排斥效应（所谓“$\mu^*$ 效应”）。我们还讨论了谷间散射如何抑制自旋三重态自旋极化超导。我们的工作基于电子-声学声子相互作用诱导的石墨烯超导给出了详细预测，应在未来实验中加以研究。