Nature Reviews Physics-石墨烯：超导、超流和量子几何

超导电性Superconductivity，已经发现可存在于莫尔系统中，例如扭曲双层石墨烯twisted bilayer graphene，其具有平坦的、无色散的电子带。同时，理论工作已经发现，平带系统的超导电性和超流性，可以通过能带结构的量子几何和拓扑结构来实现。这些最近的关键进展，正在融入一个蓬勃发展的研究主题：理解量子几何quantum geometry，可能有助于探究莫尔多层和其他平带系统中的诱导超导和超流特性。

近日，芬兰 阿尔托大学(Aalto University)Päivi Törmä，Sebastiano Peotta，Bogdan A. Bernevig，在Nature Reviews Physics上发表综述文章，报道介绍了量子几何，如何在包括石墨烯在内的平台上，调控超导电性和超流性。还介绍了超冷气体，作为量子几何效应的补充平台，并与莫尔材料进行了比较。在展望章节，描绘了扭曲多层系统，在提供室温超导途径方面的前景。

Superconductivity, superfluidity and quantum geometry in twisted multilayer systems.
扭曲多层系统中的超导、超流和量子几何。

图1：平带的形成。

图2：Wannier函数重叠，在平带超流中的作用。

图3：扭曲双层石墨烯晶格，实验相图和能带结构。

图4：扭曲双层石墨烯超流体重量的几何贡献。

图5：Wilson环/Wannier中心：扭曲双层石墨烯的脆弱和稳定拓扑。

图6：扭曲双层石墨烯的超冷气体类似物。

关键点

1、（准）平坦色散带，显著增强了库珀配对，因其（几乎）消失的动能，允许相互作用效应占主导地位。

2、如果平带具有非平凡的量子几何，则超流性和稳定的超流，在平带中是可能的：Wannier函数的相关重叠，促进了相互作用粒子的运动，即使非相互作用粒子，局域化。

3、对于小的扭曲角，扭曲双层石墨烯，在其费米能量下，表现出几乎平坦的能带。理论工作表明，量子几何，对于实验上观察到的扭曲双层石墨烯超导是必不可少的，并且称为欧拉类的拓扑不变量，提供了其超流重量的下限。

4、超冷气体，为莫尔几何中超流性的高度可控研究，提供了另一个很有前途的平台。第一批实验正在进行中。

5、平带色散和保证超流性的量子几何是，在高温下研究超导电性的有力指南。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s42254-022-00466-y

DOI: https://doi.org/10.1038/s42254-022-00466-y

本文译自Nature。