超导体

Moiré平带体系中的电子能够自发表现破缺时间反转对称性（spontaneously break time reversal symmetry），产生量子化的异常霍尔效应，有鉴于此，加州大学圣巴巴拉分校A. F. Young等报道超导量子干涉器件（quantum interference device）对结合在六方BN中的扭角双层石墨烯进行离散磁场成像，发现单位电荷载流子中的磁化强度达到个数个玻尔磁子，说明轨道的主要特征是磁性，作者在测试结果中发现，当对化学势沿着量子反常霍尔能带的方向扫描，磁性产生非常大的改变，这种现象符合由于磁化轨道Chern绝缘体的手性边缘态导致的现象。通过对电场驱动磁翻转现象进行空间成像表征，作者在石墨烯结构畸变处发现微米尺度磁域。

电子通常在更高的温度下活动更自由，但最近一篇发表在Nature上的文章指出，在双层魔角扭转石墨烯体系中，温度升高反而会使电子“冻结”。而另一篇几乎同时发表在Nature Materials上的文章中则在飞秒激光作用后在石墨烯中观察到明亮的热等离激元发光。又是热到冻结又是热到发光，且听笔者娓娓道来，为大家解读石墨烯的双面“烯”生。

继麻省理工学院（MIT）Pablo Jarillo-Herrero 教授实验室的博士后研究员曹原及团队 4 月份 16 天内在 Nature、Science “三连发” 后，5 月 4 日，该团队在魔角石墨烯领域的首篇 Nature Nanotechnology 发布，而距离上次的研究发表仅过去半个月。

扭曲的魔角石墨烯只使用电场门控就可以在单一的晶体材料中实现约瑟夫逊结和单电子晶体管，从而避免了不同材料之间的界面。

因此，从物理角度而言，单层或寡层的真正石墨烯具备的“独特”性质可能是与其电子有关的物理性质，因为同经典的三维晶格相比，放飞自我的电子们可能找到了人生的航线吧。

DeepTech 采访到哈尔滨工业大学甘阳、山西大学光电研究所韩拯、香港城市大学李丹枫、上海科技大学物质科学与技术学院刘健鹏、武汉大学物理科学与技术学院吴冯成（按受访者姓氏排序），共同解析曹原及其团队的最新的研究以及讨论魔角石墨烯领域的奥秘。

在美国麻省理工学院Pablo Jarillo-Herrero教授和曹原（共同通讯作者）团队等人带领下，报道了在魔角扭曲双层石墨烯（TBG）中识别具有破碎旋转对称性的缠绕相。利用横向电阻测量，发现一个强各向异性相，位于超导圆顶的欠掺杂区域上方的“楔形区”内。当它与超导圆顶交叉时，观察到临界温度的降低。此外，超导态表现出对与方向相关的面内磁场的各向异性响应，揭示了整个超导圆顶的向列有序。这些结果表明，向列波动可能在魔角TBG的低温相发挥重要作用。

通常，电子在更高的温度下会更加自由地运动。然而，近期的研究已经观察到，在一个由两块堆叠且稍有错位的石墨烯薄片组成的体系中，当温度升高时，电子却会一反常态，被“冻结”。

今日，2021年4月8日，魔角石墨烯又双叒叕亮相《Nature》，再一次背靠背二连！与之前不同的是，这次两篇《Nature》的研究成果可谓是“英雄所见略同”，研究的都是魔角石墨烯体系中电子的类Pomeranchuk效应！