扭曲trilayer石墨烯支持外来超导的存在

的在扭曲的双层石墨烯发现超导是2018年最重大的科学发现。现在,研究人员已经表明,trilayer石墨烯可以更加健壮和可调超导体,为超导现象提供新的见解。^1、2

石墨烯以进行电子仿佛无质量粒子像光子,这意味着他们的速度并不依赖于能量。然而,就像光速在不同材料不同,电子在石墨烯可以控制的速度。在双层石墨烯预测达到零,“魔角”地扭1.1°之间的层,允许电子电子之间的相互作用来决定结构的属性。在2018年,巴勃罗Jarillo-Herrero和他在麻省理工学院的同事确认,表明电子在扭曲的双层石墨烯在低温下能产生一个新的超导体。Jarillo-Herrero说,随后,包括他自己在内的各种团体已经测试了其他扭曲的系统。他们发现了有趣的关联电子材料和相关的行为,但没有一个人是一个健壮的超导体。

2019年预测的理论物理学家Ashvin史美国哈佛大学的,和他的同事建议与交替多层石墨烯相对扭转角也会成为超导,每额外增加一层魔法角。这种预测已经被独立证实trilayer石墨烯与中央层扭曲相对平行的顶部和底部层:首先由Jarillo-Herrero团队,其次由史和实验由哈佛大学的小组来菲利普•金。

再次扭

约1.55°,预测扭曲的材料成为一个超导体——当它低电荷密度考虑——最强的电子配对。与电子的密度在铜酸盐,如果你在这些trilayers相对耦合强度,你会超导远高于室温,“Jarillo-Herrero说。“这种材料给你更多的效果。”

金正日的组织还测量了捻底部和中间层之间的中间和上面层组成的影响。他们发现,由于不可避免的实验不完美,他们分别为1.69°,1.35°。然而,trilayer结构表现得好像平均约1.55°的扭转角。”这意味着,轻微的失配的影响可以平均,或者,当你使trilayer,栈的调整,“金解释说。

trilayer的超导比双层石墨烯可以调谐更广泛,这不仅取决于潜在的材料,但是在各层之间的电位差。这可调谐性允许他们探索其超导详细可能比先前的超导体。最值得注意的是,他们发现,在材料的相图点超导体的经典理论(电子是由晶格振动耦合)表明,超导应该最健壮的,实际上它消失了。“在大多数材料,你没有级别的控制,我们已经在这个trilayer系统,“Jarillo-Herrero说,“我不记得任何发现的实验。”

异国情调的超导

金正日的组与常规超导体发现同样的不一致的理论。相反,研究人员说,它支持多层石墨烯的充满异国情调的超导理论假定史的集团和加州大学伯克利分校的同事。传统的理论也失败了高温超导体如铜酸盐和磷族元素化物,金正日说,尽管机制可能是不同的,”有一个如何超导机制源于强烈的相关性,紧急电子机制是一个非常好的事情,我们可以希望将帮助我们理解其他系统”。

David goldhaber - gordon在加州斯坦福大学的结果留下了深刻的印象。这需要一个英勇的努力和测量等多个样品的复杂性,和金和Jarillo-Herrero定性的结果相似,”他说。但是他警告说,“这些论文是接近保健和一致性的顶峰,我们可以告诉我们,我们有一个问题…在每种情况下,研究人员把一个原子单层,把它捡起来,然后拿起另一个,另一个,与精确的相对扭转。令人惊讶的是,你可以和获取电子属性一致的多个样本。你想有一个合成协议比这更系统化。的一些研究人员正在努力解决这个问题,他补充道。