魔角石墨烯隧穿器件中的高度可调结与非局域 Josephson 效应
超导电性
2021-05-06 v1
摘要
魔角扭转双层石墨烯（MATBG）近来作为一种高度可调的二维（2D）材料平台崭露头角，展现出金属、绝缘体与超导态等多种相。对这些相的局域静电控制或可造就此前其他单一材料平台无法实现的通用量子器件。此处，我们利用 MATBG 的电可调性，在单一材料内仅靠静电栅极定义，构建 Josephson 结与隧穿晶体管。我们的多栅器件几何对 Josephson 结提供完全控制，可独立调节弱连接、势垒与隧穿电极。我们展示这些纯 2D MATBG Josephson 结在磁场中呈现非局域电动力学，与超薄超导体的 Pearl 理论一致。利用 MATBG 的固有带隙，我们还在同一 MATBG 器件内演示单片边缘隧穿谱学，并测量超导相中 MATBG 的能谱。此外，通过引入双势垒几何，器件可作单电子晶体管运作，呈现库仑阻塞。这些 MATBG 隧穿器件在单一材料中集成了多样功能，或可用于基于石墨烯的可调超导量子比特、片上超导电路及下一代量子纳电子学中的电磁传感。
引用
@article{arxiv.2011.02500,
title = {Highly Tunable Junctions and Nonlocal Josephson Effect in Magic Angle Graphene Tunneling Devices},
author = {Daniel Rodan-Legrain and Yuan Cao and Jeong Min Park and Sergio C. de la Barrera and Mallika T. Randeria and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Pablo Jarillo-Herrero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.02500},
year = {2021}
}