Superconductividad programable por torsión en grafeno de dos capas acoplado a órbita de espín

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• Los materiales cuánticos

Sus antecedentes:

• El ángulo de torsión en los materiales de van der Waals es clave para las bandas planas de moiré.
• El control de ángulo de giro también puede estabilizar estados correlacionados a través de la ruptura de simetría.
• Las superredes Moiré no son la única plataforma para efectos de ángulo de giro.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar el ajuste de torsión "sin moiré" de la superconductividad y las órdenes correlacionadas.
• Para investigar el impacto del acoplamiento de espín-órbita de Ising (SOC) en el diagrama de fase del grafeno.
• Para explorar nuevos estados superconductores en las heteroestructuras de van der Waals.

Principales métodos:

• Se ha demostrado experimentalmente el ajuste de torsión en el grafeno de doble capa de Bernal proximizado por deselenuro de tungsteno.
• Se varió sistemáticamente la alineación entre el grafeno y el deselenuro de tungsteno.
• Se analizaron las propiedades superconductoras y las transiciones de fase en diferentes SOC de Ising.

Principales resultados:

• El inicio de la superconductividad se desplazó a campos de desplazamiento más altos con un aumento de la SOC de Ising.
• La temperatura crítica de la superconductividad aumentó hasta 0,5 K.
• Se observó una transición de fase nemática y una mayor resistencia a los campos magnéticos en el límite de SOC de Ising.
• Identificamos dos regiones superconductoras adicionales, una con un coeficiente de violación del límite de Pauli superior a 40.

Conclusiones:

• La ingeniería de torsión "Moiréless" ofrece un método poderoso para controlar los estados correlacionados en las heteroestructuras de van der Waals.
• El SOC de Ising altera significativamente el diagrama de fase superconductor del grafeno de dos capas.
• Los hallazgos proporcionan información sobre los superconductores de grafeno ultralimpios y los nuevos fenómenos cuánticos.