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研究透视:Nature-菱面体三层石墨烯的超导性

来源:石墨烯联盟|

发表时间:2021-09-03

点击:3559

文章来源:今日新材料


在二维器件中,通过电场效应获得超导性,是纳米电子学的核心目标。最近,在石墨烯莫尔异质结构中实现了超导性,但是,其中许多结构在力学上不稳定,并且实验显示出强烈的无序特征。近日,加州大学圣巴巴拉分校Andrea F. Young团队在Nature上发文,报道了在晶体菱形三层石墨烯(一种结构亚稳态的碳同素异形体)中,观察到的超导性,在低于开尔文温度下,表现为低电阻率或消失电阻率。超导发生在两个不同的栅极调谐区(SC1 和 SC2)中,并且处于由平均自由程和超导相干长度之比定义的极限深处。通过量子振荡对正常状态费米表面的映射表明,两个超导体,都从环形费米海中出现,并且是费米表面简并性发生变化的同位旋对称破坏转变的近端载流子密度。SC1 从顺磁正常状态出现,而 SC2 从自旋极化、谷非极化的半金属 1 出现,并且违反面内磁场的泡利极限至少一个数量级。


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图1 菱面体三层石墨烯 (RTG) 中的超导性。


图2 SC1 门调谐区域的费米学


图3 SC1 的磁场依赖性


图4 费米学和 BII- SC2 的依赖性。


图5 D = 0时量子振荡和横向磁电子聚焦的比较。


机制探讨涉及到声子介导配对、由于近端同位旋序波动引起的配对, 以及环形费米液体的内在不稳定性。这种结构简单的二维金属中超导性观察,提供了一个理想模型系统,来测试超导性的竞争理论模型,同时避免了建模混乱的复杂化,基于相关电子现象和弹道电子传输的新型场效应,可实现了电子设备的调控。


封面图来源图虫创意

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