研究透视：Science-多层魔角石墨烯 | 超导

石墨烯莫特超晶格Graphene moiré superlattices，表现了丰富的相关绝缘相、拓扑相和超导相。尽管强关联和非平凡拓扑的起源，可以直接与平带联系起来，但超导的本质，仍然是个谜。

今日，美国 加州理工学院（California Institute of Technology）Yiran Zhang，Robert Polski，Stevan Nadj-Perge等，在Science上发文，证明了在单层二硒化钨WSe2上，扭曲三层、四层和五层石墨烯制成的魔角石墨烯器件，表现出风味极化flavor polarization和超导电性。

实验还观察到了，在有限电位移场下，三层和四层魔角石墨烯出现了绝缘态。随着魔角石墨烯层数的增加，在增强的填充因子范围内，出现了超导电性，并且在五层魔角石墨烯中，远远超出了每个莫尔晶胞的四电子填充。

这一研究成果，突出了平坦和更多色散带之间的相互作用，以及在石墨烯莫特超晶格中，发挥着扩展超导区的作用。

Promotion of superconductivity in magic-angle graphene multilayers。
提升魔角石墨烯多层膜的超导电性。

图1 交替扭曲石墨烯多层膜的超导电性和相关绝缘体。

图2.扭曲三层石墨烯twisted trilayer graphene，TTG，扭曲四层石墨烯twisted quadrilayer graphene，TQG和扭曲五层石墨烯twisted pentalayer graphene，TPG相图与电场可调超导电性。

图3 扭曲三、四和五层石墨烯TTG、TQG和TPG中，超导电性、味flavor对称破缺跃迁和范霍夫奇点之间的相互作用。

图4.扭曲五层石墨烯TPG的扩展超导superconducting pockets。

双层石墨烯和以特定角度扭曲单层组成的三层石墨烯，证明是具有超导电性的。为了获得对这些莫尔超晶格超导电性的统一理解，需要增加已知石墨烯莫尔超导体的层数。

该项研究，所制备的样品是，由三、四和五层石墨烯单层组成的，这些石墨烯层以交替顺序彼此扭曲层叠。同时，这些多层石墨烯耦合到下面的二硒化钨WSe2单层基底。在所有三种类型的样品中，都观察到了强大的超导电性，随着层数的增加，在相图中的超导部分变得更加突出。

文献链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn8585

DOI: 10.1126/science.abn858

本文译自Nature。