超导电性通常发生在接近对称性破坏的母态附近,在掺杂磁性绝缘体中尤为常见。当扭曲相对方位角接近1°时,双层石墨烯具有平坦的莫尔超晶格微小带隙,这些微带已成为一种丰富且高度可调的强相关物理源,特别是在靠近相互作用诱导绝缘态时超导电性出现。这里,制备了具有非常均匀转角的双层石墨烯器件,发现转角无序度的减少揭示了四重自旋/谷简并的所有整数占据下的绝缘态,在更低温度下还观察到三个新的超导穹顶。有趣的是,在v=±1时,发现了非零Chern数的态。对于v=-1时,绝缘态表现出明显的滞后阻力增强(当施加大于3.6特斯拉的磁场,这与驱动相变的磁场一致)。该研究显示了对称破缺态,相互驱动绝缘体和超导穹顶在整个莫尔微带都很常见,包括电中性区附近。
Figure 1. 整数填充相关态和新的超导穹顶。
Figure 2. 在v=0和v=1之间填充时的超导穹顶。
Figure 3. MAG平带中的Shubnikov de Haas振荡。
Figure 4.在v=-1态附近时的场驱动相变。
该研究工作由巴塞罗那科学技术学院Dmitri K. Efetov课题组于2019年发表在Nature国际顶级期刊上。原文:Superconductors, Orbital Magnets, and Correlated States in Magic Angle Bilayer Graphene(DOI: 10.1038/s41586-019-1695-0)。
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