魔角

发表在《Communications Physics》上的一篇文章讨论了通过层间扭曲对石墨烯双层的热力学稳定波纹引起的平带结构的部分填充状态。基于魔角的平带结构部分填充状态观察与扭曲双层石墨烯中超导性的对称性断裂有关。

现在，该小组报告说四层和五层石墨烯可以以新的神奇角度扭曲和堆叠，在低温下引起强大的超导性。这一最新发现发表在本周的《自然-材料》杂志上，将石墨烯的各种扭曲和堆叠配置确立为第一个已知的多层魔角超导体的”家族”。研究小组还确定了石墨烯家族成员之间的相似性和差异。这些发现可以作为设计实用的室温超导体的蓝图。如果家族成员之间的特性可以在其他天然导电材料中得到复制，那么它们就可以被利用，例如，在没有耗散的情况下输送电力，或者建造无摩擦运行的磁悬浮列车。

据发表于近日《自然·材料》杂志的一项最新研究，美国麻省理工学院科学家发现了多层魔角石墨烯家族中的稳健超导性。他们报告了超导魔角偏转4层和5层石墨烯的实验，将交替偏转魔角多层石墨烯建立为可靠的“莫尔超导体家族”。这是第一个已知的多层魔角超导体家族，每个家族成员都由多层石墨烯组成，以精确的角度偏转堆叠。这一新发现表明，这一家族的石墨烯中的平带在超导性中起着核心作用。

研究人员发现，MATBG中的向列秩序源于一个新的自由度的波动之间的干扰，该自由度结合了谷底自由度和自旋自由度，这一点在传统的强相关电子系统中还没有被报道过。扭曲双层石墨烯的超导转变温度非常低，为1K（-272℃），但向列状态设法将其提高了好几度。研究结果还表明，尽管MATBG在某些方面的表现跟铁基高温超导体相似，但它也有一些令人相当兴奋的独特性质，如净电荷环流在谷底极化状态下产生磁场，而环流在向列状态下会被每个谷底抵消。此外，石墨烯的可塑性还可以在增加这些超导体的实际应用中发挥重要作用。

作者发展了一种卷积神经网络用于理解光的“指纹”信号，这种神经网络通常被用于图像识别，通过光伏图形二维图像作为输入数据，通过神经网络运算能够给出光的特征信息，包括功率、极化、波长参数。通过训练，探测器数据给出的参数与实验测试结果之间的误差非常低。因此，作者成功实现了一种紧凑的光探测器，能够给出探测光的多种参数。

该研究中发现的新奇层依赖的局域-离域平带共存，为利用二者之间的相互作用来探索研究强关联物理现象提供了一个前所未有的平台。该研究也为进一步理解转角多层石墨烯体系中的莫尔物理提供了重要的微观信息。

实验观测揭示了，魔角扭曲双层石墨烯MATBG中，超导电性出现量子涨落主导态。虽然，量子涨落和相变之间的精确关系，以及涨落的微观本质，仍然是一个开放性问题，但该项研究工作，建立了强关联和高度可调电子莫尔系统与量子临界物质普适类之间的确定联系。

加州大学伯克利分校D. Kwabena Bediako等报道在双层扭曲石墨烯材料电极中发现扭转角度有关的电荷传输动力学，在靠近“魔角”的-1.1°附近产生显著增强的电荷传输。