魔角石墨烯

上海科技大学物质科学与技术学院拓扑物理实验室陈宇林-陈成团队利用纳米角分辨光电子能谱（Nano-ARPES）技术，发现了超导魔角石墨烯中显著的谷间-电声子耦合效应，并且确定了相应的声子模式。这一发现对科研人员理解魔角石墨烯的超导机理具有重要意义。

剑桥大学Ulrich Schneider以及北京大学Bo Song 等携手采用了低温近场光电技术对MATBG与氮化硼（hBN）对齐的异质结构进行探测。该技术能够在远低于衍射极限的尺度下探测SOSL的光电响应，从而揭示SOSL的实空间分布和潜在的局部变异。研究中通过电子输运测量和低温纳米尺度光电压测量，成功地揭示了SOSL的长程周期性调制，并发现了即使是极小的应变和扭转角度变化也能显著改变SOSL的结构。

在此研究中，作者展示了这些空位诱导的杂质态如何在TBG中存活，从而提供了一个可调体系来探测赝能隙中近藤效应的临界破坏。采用从头算和原子尺度模型确定了TBG中魔角附近空位态的性质，证明了空位可以被视为量子杂质。利用这一见解，构建了一个带有TBG的Anderson杂质模型，使用数值重整化群结合核多项式方法求解。确定了模型的相图，并展示了AA/BB与AB/BA隧穿区中空位之间是如何严格二分的。在AB/BA空位中，由于魔角处的多重分形波函数，近藤温度在魔角处呈宽分布，并呈尾状消失温度。这项研究认为空位附近的STM可以作为魔角TBG中临界单粒子态和潜在多体基态的探针。

在这项工作中，研究人员研究了扭曲双层石墨烯超导性的原因。目前的超导理论，即Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论，无法解释在远高于绝对零度的温度下超导的材料。这是物理学中一个巨大的未解难题。扭曲双层石墨烯具有超导性，其电子速度非常慢，这表明科学家需要修改 BCS 方程。方程必须包括量子电子所在空间的几何形状。这一发现为寻找高温超导材料提供了新方向。这些超导体将实现重要的实际应用，例如几乎不损失电能的输电线。

在博士学习期间，她通过设计具有针对性相互作用和拓扑结构的新材料，研究了新型超导电性。特别是，她利用石墨烯–原子般薄的二维石墨层（与铅笔芯相同的材料）–将其变成了一种 “神奇 “的材料。这种所谓的魔角扭曲三层石墨烯提供了一种超强的超导形式，在高磁场下也能保持稳定。后来，她发现了这些材料的整个 “神奇家族”，阐明了超导和相互作用驱动现象背后的关键机制。这些成果为研究二维突发现象提供了一个新的平台，可促进电子学和量子技术的创新。

清华大学物理系周树云教授及合作者首次直接探测转角双层石墨烯的平带及远离费米能处的远带电子结构随转角的演化规律，并揭示了魔角附近晶格弛豫的重要性。