魔角石墨烯

  • Nat. Commun. 魔角三层石墨烯中时间反演对称破缺超导的相位敏感证据

    器件用干法转移制备,将机械剥离的石墨烯与六方氮化硼转移到 SiO2/Si 衬底上,转角用 θ 台瞄准 1.55°,整个流程在 180 °C 以下完成以避免层间弛豫,其中六方氮化硼在 90 °C 拾取、石墨烯在 35 °C 及以下拾取、在 180 °C 释放;霍尔条、约瑟夫森结与 SQUID 图形用电子束光刻定义并以反应离子刻蚀形成边缘接触,电极依次沉积 Ti/Pd/Al,其中 6 nm 的 Ti 与 Pd 作为正常金属层构成超导-正常金属-超导结。

    2026年10月10日 • 科研进展
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  • 美国卡内基梅隆大学Phys. Rev. Lett.: 转角双重双层石墨烯中栅极可调平带的直接可视化

    在此研究中,作者采用微聚焦角分辨光电子能谱(ARPES)来研究TDBG在1.6°转角下的平带色散,通过静电栅压系统地改变位移场和载流子密度。研究直接在电荷中性附近观察到多个平坦的莫尔微带,包括一个位于低能平带流形下方的平坦远程价带。此外,平带上占主导地位的库仑排斥能超过平带带宽,表明在TDBG中有利于出现相互作用驱动的关联现象。这些发现表明,TDBG中平带的形成和演化源于电子填充与位移场之间的相互作用。

    2026年9月27日
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  • 莫尔界面电荷图案“预制”菱方石墨烯关联绝缘态的拓扑偏好

    该工作提出了一个理解菱方石墨烯-hBN莫尔超晶格体系中堆叠依赖拓扑相图的微观图像:莫尔界面可以先在已占据电子中“预制”电荷纹理,再通过库仑相互作用远程影响关联态的拓扑偏好。这一机制为理解实空间电荷纹理与拓扑之间的耦合提供了新视角,也为通过界面与堆叠工程调控拓扑量子态提供了潜在途径。

    2026年9月20日
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  • Nature Communications:转角双层石墨烯中源于小费米面的共振价键超导体

    需要说明的是,赝能隙的实验测量是在魔角转角三层石墨烯(TTG)中完成的。与TBG相比,TTG在K点多出一个狄拉克锥,但本文讨论的sFL超导与Γ点相关,预期基本不受影响。理论还预言TBG/TTG的超导出现在sFL向FL转变的附近,建议今后通过调节转角在实验上寻找这一小费米面到大费米面的转变,并预言体系进入FL相后,超导中的两个能隙将合并为单一能隙。

    2026年9月19日 • 科研进展
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  • 关于AI的几个问题,听听诺奖得主怎么说

    比如寻找新的量子材料,需要把两片单原子厚度的石墨烯以特定角度叠加。传统方式下,这要一位物理博士生花数月手动完成。这套系统通过搭建全自主自动化实验平台,覆盖参数设计、纳米石墨烯制备、观察到结果反馈的全流程闭环。实验效果很明显,本科实习生在该系统辅助下,可以达到拥有十几年经验的科学家的精确科研水平。

    2026年9月10日
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  • 曼彻斯特大学科学家发现屏蔽电子相互作用可关闭魔角石墨烯超导性

    魔角扭转双层石墨烯是将两层石墨烯以约1.1度的旋转错位堆叠而成,在过去十年中已成为研究最为密集的量子材料之一。然而,研究人员对其超导电性的成因始终争论不休。一些理论认为,是电子本身驱动了产生超导电性的配对;另一些理论则提出,一种涉及原子晶格振动的更常规机制才是原因所在。

    2026年9月9日
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  • 南开大学&湖南师范大学&香港城市大学Optica:扭转调控双层石墨烯中的Goos–Hänchen位移与电子–空穴不对称性

    该工作在实验上验证了GH位移谱与光学吸收测量之间的对应关系,实现了通过层间扭转角对TBG中GH位移特征的精确调控,并首次报道了TBG光学测量中GH位移谷的劈裂现象,将其归因于大扭转角下显著增强的电子–空穴不对称性。这种通常低于100 meV、且被传统吸收谱的光学展宽所掩盖的劈裂,充分展示了GH位移测量的卓越灵敏度。借助GH位移谱获得的劈裂能量,还可反过来约束紧束缚模型中的层间耦合强度等关键参数,使模拟更贴近真实实验条件。

    2026年9月2日
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  • 北京师范大学/北京大学Phys. Rev. Lett.: 通过强层间杂化在石墨烯/WSe2异质结中实现的类Kagome能带

    最近,几项实验表明,在垂直堆叠结构中调制层间距可以解锁丰富的涌现现象谱。例如,减小层间距使得转角双层石墨烯中在魔角~1.1°的转角处也能出现超导性。鉴于层间距作为调控电子性质的一个关键新控制参数,它提出了一个重要问题:转角和层间距之间的相互作用如何具体调控异质结中的电子行为?

    2026年9月1日
    12600
  • 西湖大学徐水钢团队Phys. Rev. Lett.: 魔角转角三层石墨烯中的重费米子相图

    在此研究中,作者展示了魔角转角三层石墨烯中电可调的重费米子相图,这是通过位移场控制局域平带电子与巡游狄拉克电子之间的近藤杂化来实现的。研究结果揭示了从反铁磁半金属到顺磁重费米子金属的连续量子相变。在量子临界点处,观察到有效质量发散和费米面重构。这一高度可调的平台为研究重费米子物理提供了前所未有的调控能力,将莫尔异质结构确立为在二维极限下探索关联量子相(包括潜在非常规超导电性)的多功能平台。

    2026年8月17日 • 科研进展
    31700
  • 缪峰、程斌团队理论结合实验揭示转角石墨烯中近邻诱导自旋轨道耦合调控规律

    莫尔超晶格为研究能带拓扑与强电子关联的交织提供了高度可调的量子平台。在转角石墨烯体系中,平带带宽可以小到与库仑相互作用能标相当,从而孕育出关联绝缘体、非常规超导以及自发对称性破缺等丰富的量子物态。这些平带往往携带非平庸的能谷陈数,一旦自发的味极化打破时间反演对称性,便会形成关联陈绝缘体这一兼具非平庸拓扑与强关联特性的新奇物态,其受拓扑保护的无耗散手性边界态有望成为未来低功耗电子器件的全新信息载体。

    2026年8月17日 • 科研进展
    13600
  • Physical Review Letters:魔角扭曲石墨烯中的皮尔涡旋隧穿

    研究采用扭角约 1.64° 的魔角扭曲四层石墨烯(MAT4G),将超导引线调至超导穹顶边缘的“弱引线”区。测量发现,在较高温度(T > 100 mK)下,涡旋通过经典热激活越过边界势垒进出引线;而在低温(T < 90 mK)下速率趋于饱和,涡旋转而通过宏观量子隧穿穿越势垒,数据符合一个尖锐的、一级相变型的量子—经典转变。定量分析给出涡旋进出的边界势垒高度约为 2.64 K 量级,并估计势垒厚度约为 100 nm。

    2026年8月17日 • 科研进展
    20400
  • 西湖大学徐水钢研究员、朱伟副教授 Nat.Mater.:转角菱方石墨烯中层数可控量子反常霍尔效应

    针对现有体系调控单一、高陈数原生拓扑带难以实现的短板,本文设计转角菱方石墨烯同质莫尔结构,构建单层 – 多层、双层 – 多层两类转角堆叠器件,依靠堆叠层数工程实现陈数与层数一一对应,还能通过静电掺杂、面内位移电场实时切换陈数正负,甚至在单一器件内用电场驱动 C=3 与 C=4 拓扑相变。

    2026年8月14日 • 科研进展
    16000
  • Nature Communications:巨大太赫兹光致电阻揭示扭角双层石墨烯的相互作用受限电导

    本工作建立了一种辐射驱动的热电子方法,用于分离输运中的电子-电子与电子-声子贡献。在魔角处观测到异常巨大的光致电阻,证明即使在常被归因于声子的 T 线性区域,电子相互作用也占据主导;在更高扭角处,T² 电阻在倒逆阈值以下依然稳健,指向由狄拉克能带伽利略不变性破缺、经正常能谷间散射所实现的电流弛豫机制。

    2026年8月14日
    14400
  • “转”出来的新物理:转角石墨烯中的关联、拓扑与超导

    文章围绕“Twist(扭转)—Correlation(关联)—Topology(拓扑)”这一主线,重点讨论了魔角双层石墨烯中的平带形成机制、关联电子态、拓扑量子态以及非常规超导行为,并进一步扩展到多层转角石墨烯体系。

    2026年8月5日
    19800
  • 麻省理工学院Nat. Mater.: 转角菱方石墨烯中的高Chern数轨道磁性

    在此研究中,作者在转角单层-多层菱方石墨烯中发现了高Chern数轨道磁体,记为(1+n),其中n=3、4和5。磁输运测量显示,当每个莫尔晶胞中一个和三个电子被极化远离莫尔界面时,会表现出显著的反常霍尔效应。

    2026年8月4日 • 科研进展
    16000
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