魔角扭曲雙層石墨烯中超導狀態(tài)和相關絕緣狀態(tài)的共存，引發(fā)了關于它們之間關系的有趣問題。對控制這些階段的微觀機制的獨立控制，可有助于揭示它們各自的角色，并闡明它們之間錯綜復雜的相互作用。在這里，我們報告了通過改變石墨烯與金屬屏蔽層之間的分隔距離，來直接調節(jié)該系統(tǒng)中電子相互作用的方法。在屏蔽層間距小于15納米的典型Wannier軌道尺寸，以及扭曲角度略微偏離魔角1.10±0.05度的器件中，我們觀察到了相關絕緣體的淬滅。絕緣順序消失后，空出的相空間將由具有臨界溫度的超導部分所占據(jù)，該臨界溫度可與具有強絕緣體的設備相媲美。此外，我們發(fā)現(xiàn)半填充狀態(tài)的絕緣子，會重新出現(xiàn)在0.4特斯拉的小平面外磁場中，從而產(chǎn)生Chern數(shù)為2的量化霍爾狀態(tài)。我們的研究建議重新檢驗摩爾石墨烯中絕緣相和超導相之間經(jīng)常被假定的“親子關系”，并提出了一種直接探測強相關系統(tǒng)中超導微觀機制的方法。
Fig. 1 屏幕控制MATBG相圖的近似魔角。
Fig. 2 超導性和相關絕緣相對溫度和密度的關系。
Fig. 3 在平面外小的磁場中形成Chern絕緣子。
相關研究成果于2020年由巴塞羅那科學技術研究所Dmitri K. Efetov課題組，發(fā)表在Nature (https://doi.org/10.1038/s41586-020-2459-6)上。原文：Untying the insulating and superconducting orders in magic-angle graphene。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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