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調節可能な超伝導性のシグネチャは,3層のグラフェンモアール超グリッドに含まれている.

Guorui Chen ^1,2, Aaron L Sharpe ^3,4, Patrick Gallagher ^1,2

¹Materials Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, USA.
²Department of Physics, University of California at Berkeley, Berkeley, CA, USA.
³Department of Applied Physics, Stanford University, Stanford, CA, USA.
⁴Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory, Menlo Park, CA, USA.
⁵Department of Physics, Stanford University, Stanford, CA, USA.
⁶Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education), School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China.
⁷Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing, China.
⁸National Institute for Materials Science, Tsukuba, Japan.
⁹Department of Physics, University of Seoul, Seoul, South Korea.
¹⁰Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory, Menlo Park, CA, USA. goldhaber-gordon@stanford.edu.
¹¹Department of Physics, Stanford University, Stanford, CA, USA. goldhaber-gordon@stanford.edu.
¹²Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing, China. zhyb@fudan.edu.cn.
¹³State Key Laboratory of Surface Physics and Department of Physics, Fudan University, Shanghai, China. zhyb@fudan.edu.cn.
¹⁴Institute for Nanoelectronic Devices and Quantum Computing, Fudan University, Shanghai, China. zhyb@fudan.edu.cn.
¹⁵Materials Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, USA. fengwang76@berkeley.edu.
¹⁶Department of Physics, University of California at Berkeley, Berkeley, CA, USA. fengwang76@berkeley.edu.
¹⁷Kavli Energy NanoSciences Institute at the University of California, Berkeley, CA, USA. fengwang76@berkeley.edu.

⁰Materials Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, USA.

Nature +

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2019年7月19日

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まとめ

研究者はグラフェン超伝導体で調節可能な超伝導性を観察し,複雑なハバードモデルと高温超伝導機構を研究するための新しいモデルシステムを提供しました.

科学分野

凝縮物質物理学
材料科学

背景

高過渡温度 (高T<sub>c</sub>) 超伝導性は,物理学における未解決の大きな問題である.
ハバードモデルは,強く相関する電子系を記述し,モット断熱器と超伝導性を理解するために不可欠ですが,計算的には困難です.
非従来の超伝導性を体系的に調査するには,調整可能なモデルシステムが必要です.

研究の目的

ABC三層グラフェン (TLG) と六角性ボロンニトリド (hBN) のモエール超網で調節可能な超伝導性を調査する.
ハバードモデルのパラメータと関連現象の関係を探るため
調節可能な超伝導性を研究するためのモデルシステムとしてABC-TLG/hBNを確立する.

主な方法

ABC三層グラフェン (TLG) と六角性ボロンニトリド (hBN) のモエール超網を製造する.
ミニバンドの帯域幅を調整するために垂直のシフトフィールドを適用します.
温度に依存する抵抗を含む実験的な測定で,モットの絶縁状態と超伝導特性を特定する.
変位場の体系的な変化により,相変化が観察される.

主要な成果

ABC-TLG/hBNスーパーグリッドの特定の埋着におけるモット隔離状態の観察.
超伝導性シグネチャー (ドーム) の出現は,モットの絶縁状態の近くで1ケルビン以下です.
金属相への移行を含む調節可能な電子の振る舞いを,シフトフィールドを変化させることで実証する.
ヘテロ構造における調整可能な三角形のハバードモデルの実験的実現.

結論

ABC-TLG/hBNヘテロ構造は,ハバードモデルを研究するための調整可能なプラットフォームを提供します.
このシステムは,モット断熱と超伝導性を含む豊富な相関的な振る舞いを示しています.
この研究は,高T<sub>c</sub>の超伝導性と強く相関する電子系を理解するための新しい道を提供します.

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