Superconductivity in twisted transition metal dichalcogenide homobilayers
针对两个小组首次观测到的扭曲WSe₂双层超导性,本研究通过连续能带模型和唯象玻色子介导吸引作用,发现谷间层内配对主导且有效吸引强度一致,揭示其普适玻色子诱导配对机制。
2025-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Band Structure and Superconductivity in Twisted Trilayer Graphene
我们研究了扭曲三层石墨烯的能带结构在各种外部扰动下的对称性,并分析了第一魔角附近的长程电子-电子相互作用的作用。电子结构通过这些相互作用以类似于扭曲双层石墨烯的方式进行修改。我们分析电子配对由于长波长的电荷波动,这是通过库仑相互作用相互耦合,并另外介导的纵向声学声子。我们发现具有自旋单重态/谷三重态对称性或自旋三重态/谷单重态对称性的超导相,对于现实的参数选择,临界温度高达几开氏度。
2021-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional Superconductivity in Magic-Angle Twisted Trilayer Graphene
魔角扭曲三层石墨烯(MATTG)最近成为一个高度可调的平台,用于研究物质的相关相,如相关绝缘体和超导性。超导性发生在由范霍夫奇点限制的掺杂水平范围内,这激发了对这种材料中超导性的起源和性质的争论。在这项工作中,我们讨论的作用,自旋涨落所产生的原子尺度的关联在MATTG超导态。我们表明,在作为掺杂($ν$)和温度的函数的相图中,超导区域被铁磁态包围,并且在整数填充物$ν=-2$和$ν= -3$之间出现具有$T_c \approx 2\,\mathrm{K}$的超导圆顶。施加垂直的电场增强了电子掺杂侧的超导电性,这与自旋涨落谱的变化有关。我们发现,非常规超导性的非常规超导性导致显着的签名,可检测的扫描隧道光谱测量的状态的局部密度。
2022-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergent Interfacial Superconductivity between Twisted Cuprate Superconductors
堆叠的范德华铜酸盐晶体之间的扭曲界面使得能够在面内各向异性超导序参量之间进行可调谐的约瑟夫森耦合。采用一种新的低温组装技术,在Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8 +x)晶体之间制备了具有原子级尖锐扭曲界面的约瑟夫森结。约瑟夫森临界电流密度敏感地依赖于扭转角,达到最大值可比的本征结在小扭转角,并抑制了近2个数量级,但仍然有限接近45度的扭转角。通过对分数Shapiro台阶的观察和对Fraunhofer图样的分析,我们证明了在45 °附近剩余的超导相干性是由于库珀对的共隧穿,这是高温拓扑超导性的必要成分。
2021-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in twisted bilayer WSe$_2$
本研究在5度扭转双层WSe₂中观测到最高临界温度426 mK的超导电性,该超导态邻近反铁磁金属态,表明莫尔平带超导可扩展至石墨烯以外的TMD材料体系。
2024-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
Interfacial Magnon-Mediated Superconductivity in Twisted Bilayer Graphene
电子与相邻层中的磁振子之间的界面耦合可以介导吸引的电子-电子相互作用并诱导超导电性。我们考虑魔角扭曲双层石墨烯夹在两个铁磁绝缘体之间,以优化这种效果。结果,磁振子诱导出以$p$波对称性为特征的层间超导态。我们调查了两个候选铁磁体。范德华铁磁体CrI $_3$之所以突出,是因为它允许压缩以指数灵敏度调谐超导状态。这种控制为扭曲双层石墨烯的可调谐性增加了新的维度。我们的结果为探索磁振子诱导超导开辟了一条新的途径。
2023-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity and correlated phases in non-twisted bilayer and trilayer graphene
本文展望了非扭转双层和三层石墨烯中超导性及相关相的实验发现与理论模型,梳理了从早期研究到最新进展的脉络。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall 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
Kekulé Superconductivity in Twisted Magic Angle Bilayer Graphene
University of Chicago(芝加哥大学)
本研究提出了一种基于凯库勒调制的双谷内配对密度波理论,揭示了扭曲石墨烯中非常规超导性的微观机制。
2026-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of correlated insulators and superconductivity in twisted bilayer graphene
我们介绍并分析了一个模型,揭示了相关的绝缘状态,超导性和味对称性破缺魔角扭曲双层石墨烯之间的相互作用。使用变分平均场论,我们确定了正常状态的相图,我们的模型作为带填充的函数。该模型具有强大的绝缘体在偶数整数填充,偶尔较弱的绝缘体在奇数整数填充,和一个模式的味道对称性破坏在非整数填充。通过引入声子介导的谷间延迟吸引相互作用,我们得到了强耦合超导圆顶,其结构与实验定性一致。我们的模型阐明了复杂的相互作用形式和电子结构的粒子-空穴不对称性如何决定相图。它还解释了设备之间的细微差异如何导致实验观察到的不同行为。类似的模型可以应用于其他莫尔系统,如扭曲的三层石墨烯。
2021-12-13 cond-mat.mes-hall 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 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
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
Engineering chiral topological superconductivity in twisted Ising superconductors
像NbSe $_2$或TaS $_2$这样的范德华材料已经证明了低至原子级薄层的Ising超导性。由于自旋-轨道耦合,这些超导体具有远超过泡利极限的面内上临界磁场。我们从理论上证明了被铁磁缓冲层隔开的扭曲双层Ising超导体可以自然地拥有具有Chern数的手征拓扑超导性,这可以在$\mathrm{NbSe_2/CrCl_3/NbSe_2}$等异质结构中实现。在适当的实验条件下,拓扑超导能隙可以达到$>0.1$ meV,导致容易观察到的签名,如量子化的热霍尔输运在低温下。
2022-06-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological Superconductivity in Twisted Multilayer Graphene
我们研究了一个最小的哈伯德模型的电子驱动超导在一个相关的平坦的迷你带产生的超晶格调制的扭曲的石墨烯多层。谷自由度极大地改变了优先配对状态的性质,有利于自旋三重态$d+id$顺序与谷单重态结构。我们确定了两个候选人在这一类,这都是拓扑超导体。这些状态支持携带通常超导通量量子$hc/(4e)$的一半的半涡旋,并且具有拓扑保护的无隙边缘状态。
2018-04-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity, correlated insulators, and Wess-Zumino-Witten terms in twisted bilayer graphene
最近对扭曲双层石墨烯的实验表明,高温母态具有无质量的狄拉克费米子和破缺的电子味对称性;超导性和相关绝缘体在较低温度下从这种母态出现。我们提出超导和相关绝缘订单连接的Wess-Zumino-Witten条款,使一个订单的缺陷包含另一个订单的量子和相关绝缘体的skyrmion起伏是一个“机制”的超导性。我们提出了一个全面的列表合理的低温订单,和父母的味道对称性破缺订单。先前表征的扭曲双层石墨烯的能带结构的拓扑性质在该分析中起着重要作用。
2020-12-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Displacement-field-tunable superconductivity in an inversion-symmetric twisted van der Waals heterostructure
本研究针对反演对称扭曲三层石墨烯,结合上下过渡金属二硫化物层诱导的自旋轨道耦合与位移场调控,通过对称性分析、数值计算与解析研究,揭示了二者对不同母态下超导序参量演化的影响,深化了对该体系超导序的认知。
2023-08-21 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
Nematic superconductivity stabilized by density wave fluctuations: Possible application to twisted bilayer graphene
向列相超导体具有非常规的超导序参量,其自发地破坏下面晶体的旋转对称性。在这项工作中,我们提出了一个机制,超导体稳定的强密度波起伏在二维。虽然弱耦合理论发现完全带隙的手征态是能量稳定的,我们表明,强密度波波动的结果在一个额外的贡献与多组分序参量,这通常有利于超导体的自由能。我们的理论为最近观察到的扭曲双层石墨烯超导态的旋转对称性破缺提供了依据。
2019-04-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electrostatic effects, band distortions and superconductivity in twisted graphene bilayers
以小角度扭曲的双层石墨烯显示出远离中性的显著电荷调制,因为狄拉克点附近的窄带中的电荷主要位于具有$AA$堆叠的莫尔图案的区域中。由此产生的静电势在该低能带内对电子-电子相互作用产生主要贡献,该低能带变得显著扭曲。能带结构的变化由新的局部相互作用描述,并导致辅助电子跳跃过程。这些耦合有利于在某些填充物的超导性。
2018-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Three-dimensional flat bands and possible interlayer triplet pairing superconductivity in the alternating twisted NbSe$_2$ moiré bulk
Hunan University(湖南大学);Guangdong Technion - Israel Institute of Technology(广东以色列理工学院);Technion – Israel Institute of Technology(以色列理工学院)
研究通过第一性原理计算揭示了交替扭曲NbSe₂莫尔体中的三维平面波,并探讨了可能的层间三重态超导电性机制。
2025-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pair-density-wave and chiral superconductivity in twisted bilayer transition-metal-dichalcogenides
本研究通过重整化群分析,理论揭示了转角双层TMD在电场与弱塞曼场下可实现陈数为1、2、4的手性超导及自旋极化PDW态,后者可被STM探测且能产生自旋极化超导二极管效应。
2022-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological flat bands, valley polarization, and interband superconductivity in magic-angle twisted bilayer graphene with proximitized spin-orbit couplings
该研究理论探究带近邻自旋轨道耦合的魔角扭曲双层石墨烯,发现其可产生拓扑平带与谷极化,且能通过费米面嵌套实现与谷失衡共存的非常规谷间带间超导,为非常规超导实现提供新路径。
2024-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferromagnetic superconductivity with excitonic Cooper pairs: Application to $Γ$-valley twisted semiconductors
提出通过掺杂关联铁磁绝缘体使激子型Cooper对凝聚的铁磁超导理论,利用强耦合展开证明其涌现机制,并预言在蜂窝莫尔超晶格扭曲半导体中的实现方案。
2025-08-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-plane magnetic field-induced orbital FFLO superconductivity in twisted WSe$_2$ homobilayers
该研究理论预测扭曲WSe$_2$同质双层中可通过面内磁场诱导轨道FFLO超导态,揭示了层极化、费米面几何等对其的调控规律,确立该体系为实现FFLO态的 promising 平台。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large Pauli Limit Violation and Reentrant Superconductivity in Magic-Angle Twisted Trilayer Graphene
莫尔量子物质已经成为一种新型材料平台,可以以前所未有的控制探索相关和拓扑相。其中,由两层或三层石墨烯构建的魔角系统显示出具有非常规特性的强大超导相。然而,非常规配对的直接证据仍有待实验证明。在这里,我们表明,魔角扭曲的三层石墨烯(MATTG)表现出超导性高达面内磁场超过10 T,这代表了一个大的($2\sim3$倍)违反传统的自旋单态超导体的泡利极限。对于一个不期望具有强自旋-轨道耦合的系统来说,这一观察结果是令人惊讶的。此外,泡利极限破坏观察到整个超导相,这表明它是不相关的一个可能的赝能隙相位与大超导振幅配对。更引人注目的是,我们在大磁场下观察到重入超导,它存在于较窄的载流子密度和位移场范围内。这些研究结果表明,在MATTG超导可能是由一种机制,导致非自旋单态库珀对,其中外部磁场可以导致潜在的不同的序参量的相位之间的转变。我们的研究结果展示了云纹超导的丰富性,并可能为设计下一代奇异量子物质铺平新的道路。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nodal band-off-diagonal superconductivity in twisted graphene superlattices
本研究证明扭转石墨烯中超导与味极化共存产生对称性保证的带外对角配对,可解释节点与有隙转变等实验观测。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
Unconventional Superconductivity and Density Waves in Twisted Bilayer Graphene
我们研究了具有$n=2$电子的扭曲双层石墨烯的电子有序不稳定性,其中最近观察到了相关的绝缘体状态和超导电性。受费米面嵌套和范霍夫奇点的影响,我们引入了一个热点模型来系统地研究各种电子相互作用的影响。利用重整化群方法,我们发现$d$ / $p$波超导和电荷/自旋密度波是库仑排斥驱动的两类主要不稳定性。密度波态在$n=2$处具有带隙能谱,并且在掺杂到$n>2$时产生单个双简并袋。密度波与超导性的纠缠以及密度波态的准粒子谱与实验观察一致。
2018-07-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chiral superconductivity from spin polarized Chern band in twisted MoTe$_2$
University of Tennessee, Knoxville(田纳西大学诺克斯维尔分校);Tsinghua University(清华大学);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Center for Integrated Nanotechnologies (CINT)(综合纳米技术中心);Min H. Kao Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Tennessee, Knoxville(田纳西大学诺克斯维尔分校闵H. Kao电气与计算机工程系)
研究通过spin极化Chern带在扭曲MoTe₂中实现手性超导性,揭示内谷配对主导的拓扑超导机制。
2025-04-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electrical band flattening, valley flux, and superconductivity in twisted trilayer graphene
扭曲的石墨烯多层膜已经被证明可以产生一个多功能的操场来设计可控的电子状态。在这里,通过结合第一性原理计算和低能量模型,我们证明了扭曲的石墨烯三层提供了一个可调的系统,其中范霍夫奇点可以电控制。特别是,它示出,除了带平坦化,体谷电流出现,这可以通过本地化学掺杂剂淬火。最后,我们表明,在电子相互作用的存在下,出现了非均匀的超流密度,其非均匀性引起的光谱特征,在分散的更高的能量带。我们的研究结果提出了扭曲的三层作为一个可调的范德华异质结显示电控平带和批量谷电流。
2020-08-21 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
Unconventional superconductivity in nearly flat bands in twisted bilayer graphene
平坦的电子带可以容纳过多的相互作用驱动的量子相,因为其中的动能被猝灭,因此电子相互作用占优势。扭曲的双层石墨烯,靠近所谓的“魔角”,其特征是\emph{slow}狄拉克费米子靠近电荷中性点,持续到高能量。从一个连续模型的缓慢,但强烈的相互作用狄拉克费米子,我们表明,随着化学掺杂远离电荷中性点,时间反转对称性破缺,谷赝自旋三重态,拓扑$p+ip$超导体逐渐设置,当系统驻留在一个反铁磁有序的边缘(由于哈伯德排斥),在定性与最近的实验结果。$p+ip$的成对态具有量子化的自旋和热霍尔电导率,极克尔和法拉第旋转。我们的结论也适用于其他相关的二维Dirac材料。
2019-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Approximate symmetries, insulators, and superconductivity in continuum-model description of twisted WSe$_2$
本研究针对扭曲双层WSe₂的超导电性发现,基于莫尔超晶格连续模型分析其关联物理,确定强耦合基态及微扰影响,分类超导不稳定性并揭示邻近谷间相干相与观测超导态的契合性及不同耦合下的配对态特征。
2024-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous superconductivity and unusual normal state properties of bilayer and twisted graphene (Brief review)
本文综述单层、AB/AA双层及扭转石墨烯中的Kohn–Luttinger超导机制,分析其与自旋密度波的相互作用及正常态反常性质。
2025-07-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-polarized Correlated Insulator and Superconductor in Twisted Double Bilayer Graphene
铁磁性和超导性通常彼此竞争,因为磁体中产生的内部磁场抑制常规超导体中自旋单线态库珀对的形成。在重费米子系统中,只有少数铁磁超导体是已知的,其中窄能带促进的多体电子相互作用在稳定这些涌现状态中起着关键作用。最近,相互作用驱动的超导性和铁磁性已被证明是由石墨烯莫尔超晶格实现的平带的不同密度区域中的单独现象。在单一基态中结合超导性和磁性可能会导致更奇异的量子相。在这里,采用范德华异质结构的扭曲双层石墨烯(TDBG),我们实现了一个平坦的电子带,是可调的垂直电场。与魔角扭曲双层石墨烯类似,TDBG在半和四分之一填充的平坦带处表现出能隙,表明相关绝缘态的出现。我们发现这些绝缘态的能隙随面内磁场的增加而增加,这表明了铁磁有序。在掺杂铁磁半填充绝缘体时,出现超导性,其临界温度由密度和电场两者控制。我们观察到,在低场区,面内磁场增强了超导电性,这表明自旋极化电子配对。在TDBG中发现的自旋极化超导态为相互作用驱动的拓扑超导性的工程化提供了一条新的途径。
2019-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Induced superconductivity in magic-angle twisted trilayer graphene through graphene-metal contacts
魔角扭曲三层石墨烯(MATTG)最近在比双层版本更高的转变温度(TC)下表现出强大的超导性。在从上下两侧进行电选通的情况下,发现超导性与两个条件密切相关:有限的破镜对称性和每个莫尔单元格中两到三个载流子之间的载流子浓度。这两种条件都可以通过石墨烯-金属接触来实现,其中产生电荷转移和界面电场以平衡功函数失配。在这项研究中,我们探索的超导电性的MATTG接触金属时,通过自洽解决界面电荷转移与高度电场依赖的能带结构的MATTG。MATTG-金属接触的预测TC形成两个圆顶作为功函数差的函数在界面上,最大值超过2 K。我们的工作为石墨烯-金属和石墨烯-半导体接触的实验和工业应用提供了建设性的参考。
2022-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signature of gate tunable superconducting network in twisted bilayer graphene
利用光谱成像扫描隧道显微镜研究扭转双层石墨烯,发现栅极调控下从绝缘相到空间调制超导态的转变,揭示了配对行为的空间层级,为莫尔超导理论提供微观约束。
2025-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Possible nodeless $s^\pm$-wave superconductivity in twisted bilayer graphene
最近在扭曲双层石墨烯中发现的超导电性激发了许多关于其精确间隙对称性的理论建议。其中,$d+id$或$p+ip$ -波被认为是最合理的解决方案。考虑到超导电性出现在关联绝缘态附近,并且可能是由反铁磁自旋涨落引起的,我们应用强耦合Eliashberg理论,考虑带间和带内量子临界配对相互作用,并在一个有效的低能四轨道模型中讨论了可能的带隙对称性.我们的计算揭示了一个无节点的$s^\pm$波作为超导能隙对称性的最有可能的候选人在实验相关的参数范围。这个解决方案与以前的理论方案有明显的不同。特别是,它包含有趣的拓扑组件在谷空间,这可能是调整的谷自由度的实验操作。
2019-01-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superconductivity with emergent vortex lattice in twisted semiconductors
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
该研究揭示了扭折半导体中拓扑超导态与分数量子反常霍尔效应的关联,通过涌现磁场诱导的双涡旋晶格实现半整数热霍尔电导。
2026-02-16 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
Coexistence of nematic superconductivity and spin density wave in magic-angle twisted bilayer graphene
本研究提出魔角掺杂扭曲双层石墨烯中向列超导可与自旋密度波序共存,通过平均场分析与无规相近似计算验证了纯库仑机制可诱导超导,同时估算出其超导转变温度极低。
2024-03-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity from spin fluctuations and long-range interactions in magic-angle twisted bilayer graphene
本研究针对魔角扭曲双层石墨烯(MATBG),在无规相近似下探究长程相互作用、自旋涨落与超导的关联,发现长程库仑作用强度显著影响超导态,且提升其相对在位作用的强度可使系统从磁相转变为超导相,为调控MATBG超导相提供思路。
2024-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
Theory of correlated insulating behaviour and spin-triplet superconductivity in twisted double bilayer graphene
两个单层的石墨烯扭曲了一个小的“魔”角表现出几乎平坦的带,导致相关的电子状态和超导性,其精确的性质,包括可能打破对称性,仍在争论中。在这里,我们从理论上研究了一个相关的,但不同的系统与减少对称性-扭曲{ \em双}双层石墨烯(TDBLG),由{ \em两}伯纳尔堆叠的双层石墨烯片,扭曲相对于彼此。与单层的情况下,我们表明,孤立的平带只出现在应用程序的垂直位移场$D$。我们构建了一个相图作为扭转角和$D$的函数,通过Hartree-Fock近似结合相互作用。在半填充时,铁磁绝缘体是稳定的,通常具有谷陈数$C_v=2$。金属态的铁磁涨落被认为是导致自旋三重态超导的原因。这些国家的磁场施加垂直或平行的石墨烯片的响应,并发现与最近的实验比较有利。我们强调了一种新的轨道效应所产生的面内场,可以超过塞曼效应,并在解释实验中发挥了重要作用。
2019-09-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pseudospin Paramagnons and the Superconducting Dome in Magic Angle Twisted Bilayer Graphene
我们提出了一个理论的超导性在扭曲的双层石墨烯,其中吸引力之间产生的电子在同一蜂窝子晶格时,系统是接近子晶格极化不稳定性。由此产生的库珀对是自旋极化谷单态。由于亚晶格极化率主要由带间涨落贡献,因此在很宽的填充分数范围内都能发生超导。通过i)施加亚晶格极化场(由对准的BN衬底产生)或ii)改变莫尔带填充以有利于谷极化来抑制它。接近于亚晶格极化不稳定性的增强的子晶格内吸引类似于熔化曲线附近的液体$^3$ He中的增强的类自旋吸引,并且接近于谷极化不稳定性的增强的谷单重态排斥类似于接近于铁磁不稳定性的金属中的增强的自旋单重态排斥。我们评论我们的赝自旋顺磁子模型和扭曲双层和多层石墨烯的超导性的丰富现象之间的关系。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable superconductivity and Möbius Fermi surfaces in an inversion-symmetric twisted van der Waals heterostructure
我们从理论上研究了由镜像对称的扭曲三层石墨烯包围相同的过渡金属二硫属化物层组成的莫尔超晶格几何结构。我们证明了通过施加一个垂直位移场$D_0$,这种设置允许开关和控制费米面的自旋轨道分裂,并探讨了这种控制的两种表现形式:第一,我们用$D_0$计算了超导配对的演化;这以单线态和三线态配对的复杂混合物为特征,根据母体三层体系中的配对状态,竞争超导相之间的相变。其次,我们揭示了,与应用程序的$D_0$,自旋轨道诱导的自旋纹理表现出漩涡,导致“莫比乌斯费米面”的布里渊区的内部:非绝热电子轨迹,这是预测占主导地位的量子振荡实验,需要环绕$Γ$点两次,使其莫比乌斯性质直接观察。我们进一步表明,超导序参量继承了非常规的莫比乌斯自旋织构。我们的研究结果表明,该系统提供了一个很有前途的实验途径,系统地研究自旋轨道耦合的影响,在近魔角扭曲的三层石墨烯的拓扑和相关的阶段。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Link between thermodynamic correlation signatures and superconductivity in twisted trilayer graphene
IBM Quantum(IBM量子);Department of Physics, Stanford University(斯坦福大学物理系);Geballe Laboratory for Advanced Materials(吉巴尔先进材料实验室);Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福材料与能源科学研究所,SLAC国家加速器实验室);Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science(物质材料研究机构电子与光学材料研究中心);Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(物质材料研究机构材料纳米架构中心)
研究扭曲三层石墨烯中热力学关联特征与超导性的联系,结合局部探针与输运测量,发现超导性与关联绝缘体无直接关联,其临界温度与压缩性锯齿强度密切相关,揭示两者联系及对层间扭曲角的依赖。
2026-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Twisted Hubbard Model for Sr2IrO4: Magnetism and Possible High Temperature Superconductivity
Sr_2 IrO_4具有与铜酸盐类似的J_eff=1/2的单能带,被认为是一种莫特绝缘体。然而,这幅图是复杂的测量大磁各向异性和铁磁性。基于对J_eff=1/2(赝自旋-1/2)空间的仔细映射,我们提出Sr_2 IrO_4的低能电子结构确实可以用SU(2)不变赝自旋-1/2哈伯德模型来描述,该模型与铜氧化物的模型非常相似,但与外部磁场有一个“扭曲”耦合(一个具有交错反对称分量的g张量).这一观点自然解释了Sr 2 IrO 4的磁性。我们还得出了几个简单的事实,根据这一映射和已知的结果有关的哈伯德模型和铜酸盐,这可能是在未来的实验测试Sr 2 IrO 4。特别是,我们建议,(电子)掺杂Sr 2 IrO 4可以潜在地实现高温超导。
2010-11-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tuning electron correlation in magic-angle twisted bilayer graphene using Coulomb screening
控制相互作用强度的能力对于研究从相关费米子系统中出现的量子现象至关重要。例如,同位素效应说明了电子-声子耦合对超导电性的影响,为BCS理论提供了重要的实验支持。在这项工作中,我们报告了一种新的器件几何形状,其中魔角扭曲双层石墨烯(tBLG)被放置在靠近Bernal双层石墨烯(BLG)由3 nm厚的屏障隔开。使用来自Bernal双层的电荷屏蔽,可以连续地调谐扭转双层内的电子-电子库仑相互作用的强度。输运测量表明,调谐库仑屏蔽对绝缘态和超导态有相反的影响:由于库仑相互作用被屏蔽削弱,绝缘态变得不那么健壮,而超导性的稳定性增强。我们的结果表明,能够直接探测库仑相互作用在魔角扭曲双层石墨烯中的作用。最重要的是,库仑屏蔽效应指向电子-声子耦合作为魔角扭曲双层石墨烯中库珀对形成的主导机制,因此具有超导性。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Incipient superconductivity and tunable Chern insulators in twisted bilayer-trilayer graphene
Department of Physics, University of Washington(华盛顿大学物理系);Department of Materials Science and Engineering, University of Washington(华盛顿大学材料科学与工程系);Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science(物质材料研究机构电子与光学材料研究中心);Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(物质材料研究机构的材料纳米结构研究中心)
扭曲Bernal双层-三层石墨烯中实现起始超导与可调Chern绝缘体,通过位移场调控,超导口袋在绝缘边界附近形成,且拓扑可调。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in a Hubbard model for twisted bilayer cuprates
Université de Sherbrooke(舍布鲁克大学)
研究双层铜基氧化物中弱相互作用下Hubbard模型的拓扑特性,发现掺杂水平对拓扑性质敏感,电子掺杂时Chern数为±8,而空穴掺杂时为0,通过边缘态分析验证拓扑非平凡性。
2026-08-18 cond-mat.str-el 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