9月4日消息,据Phys.org报道,曼彻斯特大学国家石墨烯研究所(NGI)团队在《Physical Review X》发表研究,通过在魔角石墨烯中完全屏蔽电子间相互作用而彻底关闭超导,为这一量子材料十年悬而未决的机制之争提供了关键实验证据。
魔角扭曲双层石墨烯由两层石墨烯以约1.1度旋转错位堆叠而成,是过去十年最受关注的量子材料之一,但其超导起源一直存在两派争论:一派认为电子之间的相互作用本身驱动配对(非常规机制),另一派则认为是由晶格振动介导的常规机制。
团队设计了一种包含两个扭曲石墨烯双层、间距小于1纳米却保持电学解耦的器件,使库仑屏蔽的可控性远超以往实验。屏蔽层本身采用与魔角石墨烯原子接触的扭曲双层石墨烯,既足够近又可调。
通讯作者、新加坡国立大学的Alexey Berdyugin教授表示:当我们开启屏蔽时,惊讶地发现超导被完全抑制了。这提供了清晰的实验证据——电子-电子相互作用在配对机制中居核心地位。第一作者Julien Barrier博士指出,器件需同时解决屏蔽层与超导石墨烯亚纳米级贴近且电学隔离、以及屏蔽层可调两大难题。
研究汇集了曼彻斯特大学、NGI、Henry Royce研究所、圣路易斯华盛顿大学、宾夕法尼亚大学、安特卫普大学、日本物质材料研究机构与新加坡国立大学的合作者。该结果将魔角石墨烯归入与铜氧化物类似的非常规超导家族的证据链,对理解扭曲二维材料平台中的关联电子态具有普遍意义。
(来源:Phys.org)