魔角多层石墨烯:一类稳健的莫尔超导体家族
超导电性
2021-12-21 v1 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
魔角扭转双层石墨烯(MATBG)中关联态与超导电性的发现确立了莫尔量子物质作为探索相互作用驱动与拓扑量子现象的新平台。已在莫尔系统中实现众多相,但令人惊讶的是,稳健的超导性一直是其中最不常见的,最初在 MATBG 中发现,直到最近才在魔角扭转三层石墨烯(MATTG)中观察到。尽管 MATBG 与 MATTG 具有某些相似特征,它们也表现出显著差异,例如对外加电场和磁场的响应。这引出了一个问题:它们究竟是两种独立独特的体系,还是构成了一类更广泛的超导材料家族。在此,我们报道了魔角扭转四层和五层石墨烯(分别为 MAT4G 和 MAT5G)的实验实现,它们被证明是超导体,从而确立了交替扭转魔角多层石墨烯作为一类稳健的莫尔超导体家族。该家族成员在其电子结构中具有平带这一共同特征,表明其在所观测到的稳健超导性中的核心作用。另一方面,家族内部也存在重要差异,例如层数为偶数与奇数成员具有不同的对称性。然而,我们在平行磁场中的测量,特别是对泡利极限违背和自发旋转对称性破缺的探究,揭示出最显著的区分在于 N=2 与 N>2 层结构之间。我们的结果拓展了新兴的莫尔超导体家族,为新型超导材料平台的设计提供了潜在意义的新见解。
引用
@article{arxiv.2112.10760,
title = {Magic-Angle Multilayer Graphene: A Robust Family of Moir\'e Superconductors},
author = {Jeong Min Park and Yuan Cao and Liqiao Xia and Shuwen Sun and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Pablo Jarillo-Herrero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10760},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 4 figures