魔角扭曲双层石墨烯(TBG)具有接近1.1度的旋转错位，其特点是孤立的扁平电子带具有丰富的相图，包含相关的绝缘相、超导相、铁磁相和拓扑相。相关绝缘体和超导性以前只在0.1度的魔角范围内观察到，并且出现在相邻或重叠的电子密度范围内;然而，由于它们对微观细节的敏感性，这些状态的起源以及它们之间的关系仍然不清楚。除了扭曲角和应变，TBG相图还取决于用于封装石墨烯片的绝缘六方氮化硼(hBN)的排列和厚度，这表明了微观介电环境的重要性。实验结果表明，在hBN和TBG之间添加一层绝缘的二硒化物(WSe₂)单层，可以在扭曲角远小于魔角的情况下稳定超导性。对于最小的0.79度扭曲角，尽管TBG在整个电子密度范围内都表现出金属行为，但仍可观察到超导性。有限的磁场测量进一步揭示了弱的抗定位特征，以及四重自旋-谷对称性的破坏，这与TBG通过靠近WSe₂引起的自旋-轨道耦合一致。我们的研究结果限制了TBG中超导性现象的理论解释，并为莫尔系统中的工程量子相开辟了道路。
  
Fig. 1 小角度TBG-WSe₂结构中的超导性。
 
 
Fig. 2 缺少相关的绝缘态，平坦带和分散带之间的间隙减小。
 
 
Fig. 3 打破四倍简并性。
 
 
Fig. 4 自旋轨道对TBG带结构的影响。
 
      相关研究成果于2020年由加州理工学院Stevan Nadj-Perge课题组，发表在Nature (https://doi.org/10.1038/s41586-020-2473-8)上。原文：Superconductivity in metallic twisted bilayer graphene stabilized by WSe<sub>2。

摘自《石墨烯杂志》公众号：</sub>