因斯布鲁克大学 由碳原子组成的蜂窝状结构,即石墨烯,当相互扭曲时,可以无阻力地传导电流
学分:因斯布鲁克大学 自从大约20年前首次成功制造出碳原子的二维结构以来,石墨烯就令科学家们着迷
几年前,研究人员发现,两层石墨烯相互轻微扭曲,可以无损传导电流
近年来,这一发现促使科学家们更详细地探索这种层状材料
最近一个值得注意的例子是镜像对称扭曲的三层石墨烯,其中三层石墨烯以交替的扭曲角度堆叠
这是第一个可以用垂直电场有效调谐的莫尔系统,并通过实验证明了它与其他各种相一起表现出强大的超导性
因斯布鲁克大学理论物理系的Mathias Scheurer说:“这为复杂的多体物理学建立了一个令人兴奋的平台,但观察到的相互作用诱导的绝缘体、半金属和超导的性质仍然未知。”
在《物理评论X》上发表的一篇论文中,Scheurer领导的一个团队通过数值和分析研究了每个莫尔晶胞不同电子数的系统相图,以及电场的函数
“这是一个非常具有挑战性的问题,因为系统既有平坦的又有高色散的波段,”这位理论物理学家说
“尽管如此,我们设法证明了在没有场的情况下,系统的基态解耦为石墨烯基态和扭曲双层石墨烯基态的乘积,”这一特性随后被实验证实
他们的结果进一步确立了在电场存在下绝缘相和半金属相的优势,这是三层系统所特有的,即
e
在扭曲的双层石墨烯中没有实现
“我们能够使用我们得到的相关正常状态的相图来限制超导体的形式,”Scheurer说
“在其他方面,我们得到的两个超导候选态与实验中看到的超导体在磁场中出乎意料的稳定性是一致的
" 随后与哥伦比亚大学Abhay Pasupathy小组的合作进一步证明了扭曲三层石墨烯物理学发现的相关性
在《科学》杂志最近的一篇论文中,他们报告了该系统的扫描隧道显微镜(STM)数据
Mathias Scheurer说:“我们表明,测量的隧道光谱显示了显著的相互作用效应,可以通过我们工作的数值定性地捕捉到。”
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