由单层 WSe$_2$ 稳定的无绝缘态魔角扭转双层石墨烯中的超导性
超导电性
2020-07-23 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（TBG）具有接近 1.1 的旋转失配，呈现出孤立的平电子带，其上承载着关联绝缘、超导、铁磁和拓扑相的丰富相图。关联绝缘体与超导性的起源及其间的相互作用尤其难以捉摸。这两种态此前仅在距魔角值 以内的角度观察到，并出现在相邻或重叠的电子密度范围内；然而，这两种态如何关联仍不清楚。除扭转角和应变外，TBG 相图对用于封装石墨烯片的绝缘六方氮化硼（hBN）的对准和厚度的依赖，表明了微观介电环境的重要性。本文我们展示，在 hBN 与 TBG 之间添加绝缘二硒化钨（WSe）单层，可在远小于既定魔角值的扭转角下稳定超导性。对于最小角度 = 0.79，尽管完全不存在关联绝缘态且色散带与平带间能隙消失，我们仍观察到清晰的超导特征。这些观察表明，即便电子关联可能很重要，TBG 中的超导性在 TBG 于整个电子密度范围内呈现金属性行为时亦可存在。有限磁场测量进一步揭示了系统中四重自旋-谷对称性的破缺，与经由邻近 WSe 在 TBG 中诱导的大自旋轨道耦合一致。我们的结果凸显了对称性破缺效应在稳定 TBG 中电子态方面的重要性，并为在莫尔系统中设计量子相开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2002.03003,
title = {Superconductivity without insulating states in twisted bilayer graphene stabilized by monolayer WSe$_2$},
author = {Harpreet Singh Arora and Robert Polski and Yiran Zhang and Alex Thomson and Youngjoon Choi and Hyunjin Kim and Zhong Lin and Ilham Zaky Wilson and Xiaodong Xu and Jiun-Haw Chu and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Jason Alicea and Stevan Nadj-Perge},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.03003},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 4 figures; main text;