Superconductivity in Twisted Double Bilayer Graphene Stabilized by WSe$_2$
本文报道在邻近WSe$_2$的扭转双层-双层石墨烯中发现超导性,并揭示其与范霍夫奇点附近高态密度及同位旋涨落相关。
2022-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity in Ca-intercalated bilayer graphene
最近对邻近效应\cite{Morpurgo:2007}的观察激发了人们对石墨烯及其衍生物超导性的兴趣。我们认为钙插层石墨烯双层,并认为它是一个超导体,并可能与一个相当大的$T_{c}$。我们发现大量的和暗示的相似之处钙插入双层(C $_{6}$ CaC $_{6}$),和CaC $_{6} $,一个建立的超导体与$T_{c}$ = 11.5 K。特别是,几乎自由电子带,被证明是有助于在插层石墨的超导性,没有交叉的化学势(C $_{6}$ CaC $% _{6}$),尽管两倍小的掺杂水平,满足所谓的\textquotedblleft剑桥标准\textquotedblright。计算得到的带心声子性质与CaC $%_{6}.$非常相似。这表明临界温度可能与CaC $_{6}$处于同一尺度。
2008-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity from collective excitations in magic angle twisted bilayer graphene
本文提出一种纯电子机制,通过在单参数有效晶格模型上应用Migdal-Eliashberg框架,证明魔角扭曲双层石墨烯中的集体电子模式可实现非常规超导态,其理论特征与实验相符。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in bilayer Rashba system
本文从理论上研究了两层相互作用的Rashba系统中可能存在的拓扑超导电性,该系统可以由半导体和氧化物的异质结构构成。杂化导致了单粒子弥散中的间隙,以及两层之间的电子-电子相互作用导致了新的超导电性相图。结果表明,当费米能级在杂化能隙内,层间相互作用为排斥作用时,拓扑超导电性{ \it without breaking time-reversal symmetry}得以实现,这两个条件在实际系统中都能满足.在紧束缚模型中对边缘通道进行了数值研究,并给出了几个实验预测。
2012-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Chiral Superconductivity Mediated by Intervalley Antiferromagnetic Fluctuations in Twisted Bilayer WSe$_2$
研究揭示了扭曲双层WSe₂中谷间反铁磁涨落介导的拓扑手性超导性,通过增强配对相互作用实现高临界温度超导。
2025-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced superconductivity through virtual tunneling in Bernal bilayer graphene coupled to WSe$_2$
受最近的实验[arXiv:2205.05087]的启发,我们研究了由于接近WSe $_2$单层而增强空穴掺杂Bernal双层石墨烯中的超导性的可能机制。我们发现,WSe $_2$和Bernal双层石墨烯之间的虚隧穿,这是已知的诱导伊辛自旋轨道耦合,可以产生额外的吸引力之间的两个空穴,提供了一个潜在的解释,为提高Bernal双层石墨烯的超导性。使用微观层间隧穿,我们推导出伊辛自旋轨道耦合和有效吸引力的函数之间的扭曲角Bernal双层石墨烯和WSe $_2$单层。我们的理论提供了一个直观的和物理的解释伊辛自旋轨道耦合和超导增强之间的交织关系,这应该激励未来的研究。
2022-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Chiral topological superconductivity in twisted bilayer and double bilayer graphene
Institute of Physics(印度物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴哈国家研究所);BITS Pilani-Hyderabad Campus(比拉尼理工学院海德拉巴校区)
基于低能连续模型和自旋三重态p_x+ip_y配对,研究小角度扭转双层和双双层石墨烯中手性拓扑超导相的出现,通过陈数计算揭示拓扑转变。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Synthesizing Coulombic superconductivity in van der Waals bilayers
在低维金属周围合成一个可极化的环境来产生超导性是一个简单的理论想法,仍然等待着令人信服的实验实现。当费米速度之间的比率小并且两种金属具有相似的低载流子密度时,在金属双层中满足具有挑战性的要求。在这种情况下,较慢的电子气作为一个延迟极化介质(“电介质”环境)的较快的金属。在这里,我们表明,这个概念是自然优化的情况下,原子级薄的双层组成的狄拉克半金属(如石墨烯)放置在原子级接近掺杂的半导体过渡金属二硫属化物(如WSe $_2$)。利用线性化的Eliashberg方程计算了动态屏蔽库仑排斥引起的超导转变温度。在WSe $_2$上的石墨烯的情况下,我们发现$T_c$可以超过100 mK,并且当狄拉克谷简并度降低时,它进一步增加。因此,我们认为,暂停范德华双层是在一个独特的位置,实现实验这一长期预期的理论概念。
2018-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Acoustic-phonon-mediated superconductivity in Bernal bilayer graphene
我们提出了一个系统的声学声子介导的超导理论,其中包括库仑排斥,解释最近的实验在Bernal双层石墨烯下的大位移场。声-声子机制预测,$s$ -波自旋单重态和$f$ -波自旋三重态配对是简并的和占主导地位的。假设自旋极化的谷非极化的正常状态,我们获得了$f$波自旋三重态超导性与$T_c\sim 20$ mK接近$n_e=-0.6\times 10^{12}$ cm $^{-2}$空穴掺杂,与实验近似一致。我们进一步预测,在电子掺杂和空穴掺杂制度的大掺杂的超导电性的存在。我们的研究结果表明,观察到的自旋三重态超导Bernal双层石墨烯来自声学声子。
2022-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Interplay between magnetism and superconductivity in a hybrid magnon-photon bilayer system
该研究针对YIG薄膜与YBCO超导谐振器构成的双层系统,通过微波透射谱探究磁振子-光子极化激元的温度演化,揭示了磁性与超导性相互作用的机制,明确简正模劈裂及频移的温度依赖性源于YBCO的穿透深度。
2024-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity with preformed pairs in twisted bilayer graphene
提出了魔角扭曲双层石墨烯的超导理论,分析了磁场作用下的超导相图。也就是说,我们考虑一个模型的颗粒阵列托管局域态,这是通过在晶粒间区域的离域费米子杂交。我们研究了一个强耦合的情况下,相互作用导致一个非相干态与预先形成的库珀对内的晶粒。不同晶粒间的Andreev散射通过低温下的全局相位相干超导态表现出来。我们证明了面内磁场的自旋对破缺效应可能会在预先形成的Cooper对态和Larkin-Ovchinnikov-Fulde-Ferrell态之间引起新的相变。上临界磁场被证明是在强耦合的情况下增强。
2022-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb screening of superconductivity in magic-angle twisted bilayer graphene
School of Physics & Astronomy, University of Manchester(曼彻斯特大学物理与天文学学院);National Graphene Institute, University of Manchester(曼彻斯特大学国家石墨烯研究所);Department of Physics, Washington University in St. Louis(华盛顿大学圣路易斯分校物理系);Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学物理与天文学系);Department of Physics, University of Antwerp(安特卫普大学物理系);Henry Royce Institute for Advanced Materials, The University of Manchester(曼彻斯特大学亨利·罗伊斯先进材料研究所);National Institute for Materials Science(国立材料研究所);Department of Materials Science and Engineering, National University of Singapore(新加坡国立大学材料科学与工程系);Department of Physics, National University of Singapore(新加坡国立大学物理系)
通过邻近双层电子系统调控载流子密度,完全抑制了魔角石墨烯的超导性和关联绝缘态,为非常规配对机制提供强有力支持。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unconventional proximity-induced superconductivity in bilayer systems
研究了一般双层-常规$s$ -波超导体混合结构中的邻近感生超导态。对于双层,我们包括一个一般的抛物线色散,Rashba自旋轨道耦合,有限层隧穿以及施加偏置电位和磁塞曼场的可能性,以解决实验相关的双层系统,从拓扑绝缘体薄膜到通用双量子阱系统。通过提取双层中邻近诱导的反常格林函数,我们展示了一个非常丰富的超导配对结构,包括不同的自旋态和奇频配对。在有限自旋-轨道耦合和反自旋-三重态$p_x\pm ip_y$ -波配对的存在下,诱导在两个层中出现奇数频率依赖性的反自旋-三重态$s$-波配对的外加磁场塞曼场。有限层间配对通常也存在于双层中。层间配对在层索引中可以是偶数或奇数,在频率和层索引中的奇偶性之间具有完全的互易性。我们还发现,一个双层提供的超导序参量的符号反转的可能性,无论是在两个层之间和多个费米面之间。
2015-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
d-wave superconductivity on the honeycomb bilayer
我们介绍了一个微观模型的蜂窝双层,在小动量限制捕获通常(二次分散动力学项)描述的双层石墨烯。在强层间跳跃的限制下,它简化为一个有效的蜂窝单层模型,也有第三邻居跳跃。我们研究在这个有效的模型中可能的超导不稳定性的相互作用的影响。我们发现d_{x^2-y^2}超导性的强耦合限制的一个有效的tJ模型的描述,逐渐转变为d + id时间反演对称性破缺超导性在弱耦合。在这个极限下,小动量序参量展开式在有效低能描述的两个谷中为(k_x + ik_y)^2 [或(k_x-ik_y)^2]。我们的模型和双层石墨烯的物理研究的相关性也进行了讨论。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct Observation of Superconductivity in Calcium-Intercalated Bilayer Graphene by in situ Electrical Transport Measurements
我们报道了钙层间双层石墨烯C $_6$ CaC $_6$的超导电性,这是钙石墨层间化合物的最薄极限。我们在零和非零磁场下对在SiC衬底上制造的原始双层石墨烯、C $_6$ LiC $_6$和C $_6$ CaC $_6$进行了\textit{in situ}电输运测量。虽然双层石墨烯和C $_6$ LiC $_6$都表现出非超导行为,但C $_6$ CaC $_6$表现出超导性,转变温度($T_{\rm c}$)为4.0 K。在C $_6$ CaC $_6$中观察到的$T_{\rm c}$和在C $_6$ LiC $_6$中不存在超导电性显示出与理论预测很好的一致性,表明在费米能级处的自由电子类金属带对驱动超导电性的重要性。
2015-08-28 cond-mat.supr-con
Harmonic Fingerprint of Unconventional Superconductivity in Twisted Bilayer Graphene
微观细节,如相互作用和费米学确定超导配对的结构超出了空间对称分类沿不可约点群表示。从有效配对顶点开始,与超导序相关的配对波函数在其轨道分辨傅里叶轮廓中展开,我们称之为谐波指纹(HFP)。HFP允许制定一个简明的微观参数的变化和它们对超导性的影响之间的联系。从一个扭曲的双层石墨烯(TBG)涉及$d+id$,$s_{\pm}$,和$f$波阶的随机相位近似分析,我们发现,非局域相互作用,这必然进入TBG的低能电子描述,不仅增加了更高的晶格谐波的重量,但这些配对状态的轨道结构也有显着的影响。对于带隙的非常规超导序,如$s_{\pm}$和$d+id$,HPF的变化引起增强的带隙各向异性。区分不同的差距和HPF的实验影响进行了讨论。
2020-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity in bilayer transition metal dichalcogenides
双层过渡金属二硫属化物(TMDs)是一类具有两个独特特征的材料,即自旋-谷-层耦合自由度和全局中心对称但局部非中心对称的晶体结构。在这项工作中,我们将表明,这两个功能的组合可以导致一个丰富的非常规的超导相图,包括层内和层间的单线态配对和层间的三线态配对,在双层超导TMD。特别地,我们预言了在面内磁场作用下双层TMD中可以存在非均匀的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov态。我们还讨论了我们的结果和可能的实验签名的实验相关性。
2016-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Kohn-Luttinger Superconductivity in Twisted Bilayer Graphene
我们表明,最近观察到的超导性在扭曲的双层石墨烯(TBG)可以解释为结果的Kohn-Luttinger(KL)的不稳定性,导致电子之间的有效吸引力与原来的排斥相互作用。通常,KL不稳定性发生在极低的能量标度,但在TBG中,随着魔角的接近,电子光谱中的van Hove奇点(vHS)发生加倍和随后的强耦合,导致最高价带(VB)中的扩展鞍点,属于不同谷的状态之间几乎完美的嵌套。在奇宇称的$p$ -波通道中,高度各向异性的屏蔽在费米线的两个不相交的补丁的交换下引起有效吸引。我们还预测的外观的自旋密度波(SDW)的不稳定性,相邻的超导相,和开放的电子光谱中的间隙从凝聚的自旋与波矢量对应的嵌套矢量接近vHS。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity in graphene stacks: from the bilayer to graphite
我们研究了石墨烯双层和石墨中的超导相变。为了这个目的,我们推导出平均场的有效电位的堆叠的石墨烯层之间的相邻片呈现跳跃。为了描述超导性,我们假设电子之间存在原位吸引相互作用,并确定超导临界温度作为化学势的函数。这显示了一个圆顶形的曲线,与以前的二维狄拉克费米子的结果一致。我们表明,相邻层之间的跳跃增加的临界温度的化学势的小值。最后,我们考虑石墨的极小模型,并表明对于小的化学势值,转变温度高于石墨烯双层。这也许可以解释为什么在石墨中观察到本征超导性。
2011-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable superconductivity in electron- and hole-doped Bernal bilayer graphene
本研究在电子和空穴掺杂的BBG/WSe₂器件中观测到可调超导性与味对称破缺相,明确了WSe₂层的关键作用,揭示了两类掺杂超导的不同泡利极限行为,为晶体石墨烯超导研究与器件开发提供了新方向。
2024-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced superconductivity in a bilayer graphene quantum point contact
ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构)
该研究实现了铝邻近诱导的双层石墨烯量子点接触,揭示其一维输运模式调控混合系统平衡邻近效应与非平衡动力学的规律,为相关超导量子器件研究提供了实验基础。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Triplet p-wave superconductivity with ABM state in epitaxial Bi/Ni bilayers
本文报道了在Bi/Ni双层外延膜中观察到的自旋三重态超导电性,其超导温度可达4K,2Delta/kBTC = 12。Andreev反射光谱(ARS)与非极化和自旋极化电子的弹道注入最终揭示了自旋三重态p波超导性。ARS测量的多晶向能隙结构显示出与超流3 He相同的ABM(Anderson-Brinkman-Morel)态。
2018-10-24 cond-mat.supr-con
Layer-Asymmetry-Induced Topological Superconductivity in High-T$_c$ Bilayer Nickelates
Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学);RIKEN Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)(理化学研究所交叉理论与数学科学中心);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);CAS Key Laboratory of Theoretical Physics, Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所理论物理重点实验室);School of Physics, Beijing Institute of Technology(北京理工大学物理学院)
本研究证明基底支撑的双层镍酸盐薄膜可通过层不对称势和层交错拉什巴耦合实现内在拓扑超导相,由镜面对称保护,具有非零缠绕数和马约拉纳边界模式,为拓扑超导提供新平台。
2026-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Decoupling superconductivity and correlated insulators in twisted bilayer graphene
当双层石墨烯旋转故障的角度$θ\approx 1.1^\circ$,理论预测形成一个平坦的电子带和相关的绝缘,超导和铁磁状态都已观察到部分带填充。超导性与相关绝缘体的接近性表明了这些状态之间的密切关系,这让人想起了通过掺杂莫特绝缘体而产生超导性的铜氧化物。在这里,我们表明,超导性可以出现没有相关的绝缘状态。虽然超导电性和相关绝缘行为在平带条件附近最强,但超导电性在较大的角度失谐下仍然存在。我们的观察结果与“竞争阶段”的图片是一致的,其中绝缘体和超导性来自不同的机制。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain enhanced superconductivity of Mo$X_2$ ($X$=S or Se) bilayers with Na intercalation
Mo $X_2$($X$ =S或Se)是具有二维结构的半导体族。最近的计算预测了电子掺杂的MoS $_2$单层膜的超导电性。本文对单层Na插入Mo $X_2$双层膜的电子结构和晶格动力学进行了计算。根据电子-声子相互作用,可以预测这种双层膜可以通过钠的插入而从间接带隙半导体转变为超导体。更有趣的是,双轴拉伸应变可以显着提高超导温度高达$\sim10$ K的Na-插层的MoS $_2$。此外,Na插层MoSe $_2$的声子平均自由程也得到了很大的提高,这为相关的应用提供了依据。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Twisted Bilayer Graphene: A Phonon Driven Superconductor
我们研究了扭曲双层石墨烯(TBG)中的电子-声子耦合,这是最近实验观察到的在魔扭曲角$θ\approx 1.05^\circ$附近表现出超导性。我们表明,声子介导的电子电子吸引力在魔角是足够强的,以诱导一个传统的石墨烯谷$K$和$K'$与超导临界温度$T_c\sim1K$之间的谷间配对,与实验一致。我们预测,超导电性也可以观察到在TBG在许多其他角度$θ$和较高的电子密度在较高的莫尔带,这也可以解释可能的颗粒超导性的高取向热解石墨。通过\emph{ab initio}计算,我们支持了我们的结论。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Kohn-Luttinger superconductivity in monolayer and bilayer semimetals with the Dirac spectrum
利用Kohn-Luttinger机制研究了Dirac费米子系综中的库仑相互作用对单层和双层掺杂石墨烯中超导对形成的影响,忽略了衬底和杂质的范德华势.石墨烯的电子结构使用Shubin-Vonsovsky模型描述,考虑到电子之间的原子内、原子间和层间(在双层石墨烯的情况下)库仑相互作用。Cooper不稳定性是通过求解Bethe-Saltpeter积分方程确定的。在库仑相互作用中,考虑到Kohn-Luttinger极化的贡献,得到了二阶微扰理论下的重整化散射振幅。它在Bethe-Salpeter积分方程中起着有效相互作用的作用。结果表明,允许Kohn-Luttinger重整化以及位间库仑相互作用显著影响超导相与序参量的$f-$波和$d + id-$波对称性之间的竞争.它表明,超导转变温度为一个理想的石墨烯双层显着的层间库仑相互作用的电子显着高于在单层的情况下。
2015-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
p-wave superconductivity on monolayer and bilayer honeycomb lattice
我们导出了最近邻吸引作用引起的蜂窝晶格上超导不稳定性的基态波函数。它们反映了电子在低能极限下的狄拉克性质。对于序参量是相同的,无论方向的任何最近的邻居,我们发现弱配对(缓慢衰减)的行为在轨道部分的库珀对没有角度的依赖。在中性点,在自旋单态的情况下,我们恢复了一个强大的配对行为。我们还推导出基态波函数的双层蜂窝晶格上的超导性,具有较强的层间耦合,诱导的吸引力之间的相互作用,参与一个低能量的描述。没有这些相互作用,自由电子由具有二次色散的狄拉克方程描述。这种不寻常的特征,类似于$^3$ He - B相,导致在存在吸引相互作用的情况下,用两种库珀对描述,即$p_x + i p_y$和$p_x - i p_y$配对。我们讨论了这种自旋单重态超导体的边缘模,发现它是一个平凡的拓扑超导体。
2011-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay of ferroelectricity and interlayer superconductivity in van der Waals bilayers
研究范德瓦耳斯双层中铁电性和层间超导性的相互作用,发现自旋三态超导性受磁场影响显著,临界温度呈现非单调变化。
2025-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High-temperature superconductivity in flat-band sheared bilayer graphene
Instituto de Estructura de la Materia, CSIC(材料结构研究所,CSIC);Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC(马德里材料科学研究所,CSIC)
通过异构剪切诱导双层石墨烯中具有强超导不稳定性的平带,揭示了高温超导在拓扑平带系统中的强耦合机制。
2026-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity in Ca-intercalated bilayer silicene
通过第一性原理计算揭示Ca插层双层硅烯Si2CaSi2中费米面与面外振动耦合导致的强电子—声子作用,预测其在5.4 K以下超导。
2024-03-05 cond-mat.supr-con
Interface-Driven Two-Dimensional Superconductivity in Bilayers of BaBiO$_3$ and BaPbO$_3$
除了铜酸盐超导体之外,铅掺杂铋酸钡由于其相对较高的临界温度和在电荷密度波有序拓扑绝缘体附近的超导电性性质仍然引起人们的极大兴趣。在这里,我们提出了铋酸钡和铅酸钡的双层膜,并发现在它们的界面处的二维超导电性以及描述的电流-电压特性兼容的Berezinskiii-Kosterlitz-无边界过渡。磁输运的研究独立证明了在这些双层的超导特性的二维字符。铅酸钡顶层的厚度上的超导转变温度的特定依赖性表明,通过界面应变诱导的超导状态的形成。
2017-03-31 cond-mat.supr-con
Unconventional topological superconductivity and phase diagram for an effective two-orbital model as applied to twisted bilayer graphene
我们考虑了扭曲双层石墨烯的超导态和莫特绝缘态,模型为两个窄带电子系统,具有明显的原子内库仑相互作用。这种相互作用引起动力学交换,导致实空间,三重态或单重态自旋配对,直接类似于重费米子和高温超导体。利用几何相容的Gutzwiller方法,我们明确地构造了自旋三重态$d_{x^2 - y^2}+id_{xy}$配对情况下电子浓度的相图,并确定了拓扑边缘态.该模型再现了实验观察到的主要特征,以半定量的方式。电子相关性在驱动莫特绝缘和超导转变的重要作用被强调。还分析了自旋三重态到自旋单重态类似物的转变,以及接近半填充的相分离超导+Mott绝缘态的出现。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity in the Bi/Ni bilayer
受最近在铋-镍(Bi/Ni)双层膜中可能的p波超导性的观察的启发,我们从理论上探讨了在该双层膜中实现p波超导性的可能性。我们首先对该系统和具有类似超导转变温度的相关材料进行了文献综述。从调查,在这种双层系统的超导机制建议声子介导的第二类超导。提出了一个简单的模型来解释为什么在表面探针中可能观察到类似p波的Andreev反射信号,假设Bi薄膜的强自旋-轨道耦合表面态没有被合金的形成完全破坏。
2019-03-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superconductivity, ferromagnetism, and valley-polarized phases in moire systems: Renormalization group analysis for twisted double bilayer graphene
最近的实验已经在扭曲双层石墨烯中观察到可能的自旋和谷极化绝缘体和自旋三重态超导性,扭曲双层石墨烯是由一对Bernal堆叠的双层石墨烯组成的莫尔结构。除了连续可调的带宽控制施加的位移场和扭曲角,这些莫尔带也具有范霍夫奇点附近的费米面和场依赖嵌套这是远远不够完美的。本文采用微扰重整化群分析方法,无偏地研究了在有限弱排斥相互作用下,扭曲双层石墨烯及其相关系统中所有可能的不稳定性之间的竞争.我们的关键发现是,有几个竞争的磁,谷,电荷和超导不稳定性所产生的相互作用在扭曲的双层石墨烯,这可以通过控制位移场和扭转角进行调谐。特别是,我们表明,自旋或谷极化均匀不稳定性一般占主导地位的温和的相互作用小于带宽,而$p$波自旋三重态拓扑超导性和奇异自旋单重调制配对状态成为重要的相互作用减少。实现我们的研究结果在一般的莫尔系统与类似的范霍夫费米学应该开辟了新的机会,操纵拓扑超导性和自旋或谷极化状态在高度可调的平台。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-triplet superconductivity at the onset of isospin order in biased bilayer graphene
本文研究了偏置双层石墨烯中由磁场诱导的谷极化序起始处的超导现象,提出由量子临界模式介导的排斥致吸引配对机制,明确揭示了由量子临界涨落驱动的自旋三重态超导起源。
2022-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical Filaments and Superconductivity in Quasiperiodic Twisted Bilayer Graphene
本研究提出准周期扭转双层石墨烯模型,发现连接魔角的丝状结构可增强态密度并规避局域化,从而广泛增强超导电性,无需精细调谐。
2025-01-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theoretical determination of the effect of a screening gate on plasmon-induced superconductivity in twisted bilayer graphene
本文通过理论计算表明,屏蔽层仅在距离超导体小于3纳米时才影响扭转双层石墨烯的临界温度,从而支持等离子体介导的超导机制,并探讨了隧穿谱特征。
2023-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Laser-induced topological $s$-wave superconductivity in bilayer transition metal dichalcogenides
本文提出了一种利用圆偏振激光在二维双层过渡金属二硫属化物(TMD)中实现拓扑$s$波超导的方法。利用Floquet理论,我们分析了具有时间周期电场的双层TMD紧束缚模型。在导出有效哈密顿量后,我们研究了$s$波超导态的拓扑性质。激光诱导谷相关层极化,使系统成为一个拓扑非平凡的超导态,其特征在于陈数。我们显示拓扑相图的存在和不存在的Kane-Mele自旋轨道耦合,导致隐藏的自旋极化双层TMD。虽然拓扑相图受自旋轨道耦合的影响,但拓扑超导性可以不依赖于自旋轨道耦合而实现,这与先前提出的激光诱导拓扑超导性形成鲜明对比[K. Takasan,\textit{et al.},Phys. Rev. B \textbf{95},134508(2017)]。我们还讨论了实验装置来检测拓扑相位。
2020-07-23 cond-mat.supr-con
Superconductivity from repulsive interactions in Bernal-stacked bilayer graphene
本文通过功能重正化群和随机相近似计算,提出Bernal堆叠双层石墨烯中由磁场或Ising自旋-轨道耦合增强的纯电子p波不稳定性,统一解释了其超导机制。
2023-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tuning superconductivity in twisted bilayer graphene
具有平坦电子带的材料由于强关联而常常表现出奇异的量子现象。值得注意的是,通过简单地将层旋转到1.1 $^{\circ}$,可以在双层石墨烯中诱导出孤立的低能平带,从而导致栅极可调超导相和相关绝缘相的出现。在这里,我们证明,除了扭曲角,层间耦合也可以修改,以精确地调整这些相位。我们建立的能力,诱导超导性在扭转角大于1.1 $^{\circ}$ $-$,其中相关的阶段,否则缺席$-$通过改变层间距与静水压力。实现低无序器件还揭示了有关超导相图及其与附近绝缘体关系的新细节。我们的研究结果表明,扭曲的双层石墨烯是一个独特的可调平台,探索新的相关态。
2018-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Switching superconductivity in S/F bilayers by multiple-domain structures
我们考虑了超导体/铁磁体双层结构中的多磁畴结构的影响,模型由一个旋转磁矩的铁磁层。该模型中的畴壁与畴壁大小相等,为Neel型。研究了超导临界温度随磁矩转动波长的变化。双层膜的临界温度总是被畴结构所提高,并表现出有趣的重入行为。我们认为这种效应可以用于新器件,其中超导性可以由磁性层的畴结构控制。
2005-03-14 cond-mat.supr-con
Triplet superconductivity and spin density wave in biased AB bilayer graphene
该研究分析 Bernal 双层石墨烯中自旋密度波与三重态超导的竞争,指出偏压和掺杂会破坏自旋密度波,并在轻微掺杂下诱导由重整化库仑作用驱动的三重态超导相。
2023-12-07 cond-mat.supr-con
Electronic reconstruction and enhanced superconductivity at La$_{1.6-x}$Nd$_{0.4}$Sr$_{x}$CuO$_{4}$/La$_{1.55}$Sr$_{0.45}$CuO$_{4}$ bilayer interface
我们报告了由超导La $_{1.6-x}$ Nd $_{0.4}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$(0.06 $\leq x<$ 0.20)和金属但非超导La $_{1.55}$ Sr $_{0.45}$ CuO $_{4}$组成的双层薄膜的增强超导电性。这些双层显示出超过200%的超导转变温度($T_c$)的最大增加为$x$ = 0.06,而没有变化的$T_c$与$x\geq$ 0.20的双层观察。临界电流和动力学电感数据的分析表明,2-3个晶胞厚的界面层电子扰动具有较高的PDMATHAMT。一个简单的电荷转移模型与阳离子混合解释所观察到的PDMATHAMT双层。然而,这个模型仍然不能解释界面超导层异常大的厚度。我们认为条纹弛豫和邻近效应也影响界面的超导电性。
2012-08-16 cond-mat.supr-con
Protective layer enhanced the stability and superconductivity of tailored antimonene bilayer
对于二维超导体,在环境条件下的高稳定性对于实验和应用至关重要。少层锑烯可以在几个月内不降解,这优于类似的黑磷。基于各向异性Migdal-Eliashberg理论和最大局域Wannier函数,本文预测了电子掺杂和Ca嵌入可以使$β$ -Sb双层膜从半金属转变为超导体。然而,由于电子掺杂,锑烯双层膜在空气中的稳定性有下降的趋势。为了克服这个缺点,提出了两种保护层(石墨烯和$h$ -BN)来增强稳定性。有趣的是,超导转变温度也将提高到$9.6$ K,使其成为一个有希望的候选纳米超导体。
2018-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity in twisted bilayer WSe2
本研究在3.65度扭转双层WSe2中观测到稳健超导电性,其出现于半带填充的平陈带,转变温度约220 mK,强配对特征及与关联绝缘体的连续转变表明其源于强电子关联。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Prediction of above $20$ K superconductivity of blue phosphorus bilayer with metal intercalations
第一性原理计算预测单层蓝磷是磷的另一种二维同素异形体,就像最近发现的单层黑磷一样。由于其独特的晶体结构和电子结构,蓝磷可能是一个有前途的候选人作为BCS超导体适当的嵌入。本研究利用第一性原理计算确定了一些碱金属和碱土金属在蓝-P双层膜中的有利嵌入位置,改变了双层膜的堆积构型。然后,由于电荷从金属转移到磷,蓝磷双层从半导体转变为金属。由于强的电子-声子耦合,诱导出各向同性超导态,计算出Li-、Na-和Mg-嵌入的相变温度分别为$20.4$、$20.1$和$14.4$ K,优于其它预测或实验观察到的二维BCS超导体.
2016-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nodeless bulk superconductivity in the time-reversal symmetry breaking Bi/Ni bilayer system
Bi(110)和Ni的外延双层膜具有时间反转对称性(TRS)破缺的超导有序性,具有出乎意料的高转变温度$T_c = 4.1$ K。利用时域太赫兹光谱,我们测量了Bi/Ni双层薄膜从$0.2$ THz到$2$ THz的低能电动力学响应随温度和磁场的变化。我们分析的背景下的BCS类超导体的有限正常态散射率的数据。在零磁场中,薄膜中的所有状态都变得完全带隙,从而为可能的配对对称性提供了重要的约束。我们的数据似乎排除了许多铁磁-超导体界面自然存在的奇频配对。通过分析磁场依赖的响应在一个对破缺参数,我们确定,超导性的发展在整个双层样品,这可能指向$p$波一样的性质,非常规超导。
2018-09-25 cond-mat.supr-con
Evolution from an acoustic-plasmon-mediated superconductivity to an acoustic-phonon-mediated superconductivity in bilayers
University of Maryland(马里兰大学)
研究双层系统中从声子-等离子体介导超导到声子介导超导的演化,采用埃利亚什贝格理论,通过研究随HL质量增加时$T_c$的变化来探索转变,还研究了任意质量比下的非绝热效应并给出$T_c$与频率截止的函数关系。
2026-07-14 cond-mat.supr-con
Spin magnetometry as a probe of stripe superconductivity in twisted bilayer graphene
在魔角石墨烯中发现交替的超导和绝缘基态,提出了与铜酸盐高$T_c$材料的有趣类比。在这里,我们认为,网络状态的小角度扭曲的双层石墨烯(TBG)提供了进一步的观点,通过模拟其条纹有序相的铜酸盐,如在La $_{1.875}$ Ba $_{0.125}$ CuO $_4$。我们表明,自旋和谷量子数的条纹在TBG石墨烯的分形,开发的特征签名的隧穿态密度和杂质自旋的磁噪声谱。通过研究电荷流之间的耦合,我们确定了超导转变温度。我们的研究表明,魔角石墨烯可以用于条纹超导性的受控仿真和涌现的任意子激发的量子传感实验。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electric Field Induced Superconductivity in Bilayer Octagraphene
本文研究垂直电场对A-A堆叠双层八石墨烯的影响,发现电场通过削弱费米面嵌套抑制自旋密度波序,从而诱导s+--波配对的非常规超导电性,并利用随机相位近似分析了配对对称性。
2025-07-03 cond-mat.supr-con
Prediction of superconductivity in mass-asymmetric electron-hole bilayers
Columbia University(哥伦比亚大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
该研究通过电子-空穴双层系统预测了BCS型超导性,并探讨了其在异质结构中的实验实现。
2026-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution of Superconductivity in Twisted Graphene Multilayers
本文通过图解方法研究长程电荷涨落和莫尔 Umklapp 过程对不同扭转石墨烯多层结构超导电性的影响,揭示了扭转双双层、螺旋三层与扭转双层石墨烯之间临界温度和序参量的显著差异,并与实验趋势一致。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge 4e superconductivity and chiral metal in the $45^\circ$-twisted bilayer cuprates and similar bilayers
提出最大扭转角同质双层形成TB-QC,通过重整化群与Monte Carlo揭示手征TSC转变温度以上可出现电荷4e超导或手征金属相。
2023-11-03 cond-mat.supr-con