贝纳尔双层石墨烯中自旋轨道增强的超导性
超导电性
2023-03-13 v1 材料科学
强关联电子
摘要
在大的垂直电场下，贝纳尔堆叠双层石墨烯 (BLG) 呈现出若干破对称金属相以及磁场诱导的超导性。然而，超导态相当脆弱，仅出现在狭窄的密度窗口内，且最大临界温度 ~mK。在此，我们表明在 BLG 上放置单层二硒化钨 (WSe) 极大地促进了库珀配对：超导性在零磁场下出现，其 增强一个数量级，并且出现的密度范围拓宽了八倍。通过将 BLG-WSe 中的量子振荡作为电场和掺杂的函数进行映射，我们确定超导性出现在一个正常态被极化、四个自旋-谷味中有两个主要被占据的区域。面内磁场测量进一步揭示了临界场对掺杂的显著依赖，在超导穹顶一端大致遵守 Chandrasekhar-Clogston (Pauli) 极限，而在另一端则被尖锐地违背。此外，超导性仅出现在将 BLG 空穴波函数推向 WSe 的垂直电场下——表明邻近诱导的 (Ising) 自旋轨道耦合在增强配对中起关键作用。我们的结果为设计稳健、高度可调且超洁净的石墨烯基超导体铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2205.05087,
title = {Spin-Orbit Enhanced Superconductivity in Bernal Bilayer Graphene},
author = {Yiran Zhang and Robert Polski and Alex Thomson and Étienne Lantagne-Hurtubise and Cyprian Lewandowski and Haoxin Zhou and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Jason Alicea and Stevan Nadj-Perge},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.05087},
year = {2023}
}
备注
main text and supplementary information