魔角石墨烯
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研究透视:MIT 魔角石墨烯超导-超流刚度 | Nature
研究表明,魔角双层转角石墨烯MATBG是一种具有各向异性能隙的非常规超导体,并强烈表明了量子几何、超流刚度和MATBG中的非常规超导电性之间联系。这种组合直流-微波测量平台,也适用于其他原子薄超导体的研究。
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魔角石墨烯,再发Nature!
本研究报告了在魔角扭曲三层石墨烯(TTG)中测量ρs的结果,揭示了非常规的节点隙超导性。通过利用射频反射技术测量与微波谐振器耦合的超导TTG的动力学感抗响应,作者发现ρs在低温下呈线性温度依赖,并且在电流偏置依赖中观察到非线性迈斯纳效应,这两者都表明超导序参量中存在节点结构。
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中科院物理所/中国科学院大学/清华大学Phys. Rev. Lett.: 转角双层石墨烯/h-BN的准周期莫尔重构和电子性质调制
作者提出了具有两个相似莫尔波长的TBG/h-BN中的准周期MPR,其中MPR是由G-G和G-h-BN莫尔条纹波长之间的非公度失配引起的。短程、近乎有序的莫尔超结构偏离了莫尔准晶,并伴随着非均匀应变,从而在魔角附近的TBG能带结构中的范霍夫奇点(VHs)之间引发了空间可变的能量分离。通过调整样品中的载流子密度,观察到特定AA位点的关联能隙,揭示了TBG中AA位点的量子点样行为和非相干特性。
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德克萨斯大学奥斯汀分校Phys. Rev. Lett.: 转角双重双层石墨烯中的涌现对称性和谷Chern绝缘体
在此研究中,作者通过实验观察表明,横向电场下的TDBG电荷中性能隙在垂直磁场的存在下显示出不寻常的闭合,这与CV = 2的谷Chern绝缘体一致。此外,相互作用能U0虽然大于θ=1°附近TDBG的平坦带宽,但保留了涌现谷U(1)对称性和谷Chern数。这项研究提供了一种通过测量二维莫尔和其他超晶格体系的体相能谱来检测其能带拓扑的新方法。
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《自然》发表 | 上科大拓扑物理实验室团队在魔角石墨烯超导机理研究中取得重大突破
上海科技大学物质科学与技术学院拓扑物理实验室陈宇林-陈成团队利用纳米角分辨光电子能谱(Nano-ARPES)技术,发现了超导魔角石墨烯中显著的谷间-电声子耦合效应,并且确定了相应的声子模式。这一发现对科研人员理解魔角石墨烯的超导机理具有重要意义。
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Nature | 魔角扭曲双层石墨烯最新突破!
剑桥大学Ulrich Schneider以及北京大学Bo Song 等携手采用了低温近场光电技术对MATBG与氮化硼(hBN)对齐的异质结构进行探测。该技术能够在远低于衍射极限的尺度下探测SOSL的光电响应,从而揭示SOSL的实空间分布和潜在的局部变异。研究中通过电子输运测量和低温纳米尺度光电压测量,成功地揭示了SOSL的长程周期性调制,并发现了即使是极小的应变和扭转角度变化也能显著改变SOSL的结构。
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三个 Chalmers 项目获得 KAW 补助金
该研究项目旨在探索如何利用这些摩尔纹和量子度量来设计带状结构,并在高温超导体和石墨烯中创建平坦带。希望通过将这两种材料平台结合起来,加深我们对高温超导背后原理的理解,并促进在更高温度下的超导,最终实现室温超导。
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这个石墨烯,登完Nature,Nature Materials,再登Science子刊!
概念验证实验结果显示,在一个16平方微米的MATBG器件中,单个红外光子的吸收能够完全破坏超导态。这一发现不仅揭示了MATBG与光子的相互作用机制,还为使用莫尔超导体开发革命性的量子设备和传感器提供了新的路径。
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魔角石墨烯会获得诺贝尔奖么?
诺贝尔物理学奖的关键,是一些新的认知。这个材料肯定很有趣,有一些新的性质,但是还没有到了极其意外的地步。高压室温超导、拓扑绝缘体等新的研究,虽然的确很有趣,但是都不是那么的特别让人意外。
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(纯计算)美国罗格斯大学Phys. Rev. Lett.: 转角双层石墨烯中空位诱导的可调近藤效应
在此研究中,作者展示了这些空位诱导的杂质态如何在TBG中存活,从而提供了一个可调体系来探测赝能隙中近藤效应的临界破坏。采用从头算和原子尺度模型确定了TBG中魔角附近空位态的性质,证明了空位可以被视为量子杂质。利用这一见解,构建了一个带有TBG的Anderson杂质模型,使用数值重整化群结合核多项式方法求解。确定了模型的相图,并展示了AA/BB与AB/BA隧穿区中空位之间是如何严格二分的。在AB/BA空位中,由于魔角处的多重分形波函数,近藤温度在魔角处呈宽分布,并呈尾状消失温度。这项研究认为空位附近的STM可以作为魔角TBG中临界单粒子态和潜在多体基态的探针。
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他们在双层石墨烯领域碰出新火花
相较而言,双层石墨烯是一种稳态结构,是天然石墨的基本组成单元。然而,之前全球只有两个课题组基于该结构,在这个体系中观测到超导,第一个是最早发现双层石墨烯超导的美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校Andrea Young课题组,第二个是Stevan Nadj-Perge课题组。这两个课题组之间还开展了一些合作。
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Nature Nanotechnology | 南大梁世军、缪峰团队首次实现基于拓扑边界态的类脑计算
通过构筑双侧对齐的魔角石墨烯器件,观测到电子型铁电性与陈绝缘体的共存,提出并验证了噪声免疫的类脑计算方案。通过精准控制栅压脉冲的幅值,研究团队不仅能够在不同陈绝缘态之间进行选择性非易失切换,而且在同一个器件中实现了1280个准连续的铁电态。进一步,研究团队利用陈绝缘态的量子化电导作为权重,首次展示了铁电陈绝缘体器件在具有噪声免疫特性的卷积神经网络中的应用潜力。
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量子效应让电子静止时也能超导
在这项工作中,研究人员研究了扭曲双层石墨烯超导性的原因。目前的超导理论,即Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论,无法解释在远高于绝对零度的温度下超导的材料。这是物理学中一个巨大的未解难题。扭曲双层石墨烯具有超导性,其电子速度非常慢,这表明科学家需要修改 BCS 方程。方程必须包括量子电子所在空间的几何形状。这一发现为寻找高温超导材料提供了新方向。这些超导体将实现重要的实际应用,例如几乎不损失电能的输电线。
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转角石墨烯(2+2)中的量子振荡与“层”物态调控
近期,N07课题组的杨威特聘研究员和张广宇研究员指导袁亚龙、刘乐、朱峻冬等学生聚焦莫尔体系中“层”物态研究,对大转角双层-双层石墨烯体系的量子振荡进行了深入研究(图一所示)。