上海交大、武大研究团队：石墨烯超导 | Nature论文

近期来自上海交通大学和武汉大学的研究团队在《自然》发表了论文“电子掺杂和空穴掺杂的Bernal双层石墨烯中的可调超导电性”（Tunable superconductivity in electron- and hole-doped Bernal bilayer graphene），欢迎阅读文章了解详情。

基于石墨烯的高质量二维电子系统已成为研究超导电性的理想平台。具体而言，前人在电子掺杂和空穴掺杂的转角石墨烯莫尔系统中都观察到了超导电性。但对于结晶石墨烯系统而言，目前仅在空穴掺杂的菱方堆垛三层石墨烯（RTG）和空穴掺杂的Bernal堆垛双层石墨烯（BBG）中观察到了超导电性。

近期有研究发现，BBG与单层WSe2之间的近邻效应增强了其超导电性。来自上海交通大学和武汉大学的研究团队通过静电掺杂，在电子掺杂和空穴掺杂的BBG/WSe2器件中观察到了超导电性和一系列味对称性破缺相。

论文表2：空穴掺杂超导电性的费米面分析

超导态强度可通过外加垂直电场进行调节。电子和空穴掺杂超导电性的最高Berezinskii–Kosterlitz−Thouless转变温度分别为210 mK和400 mK。只有当外加电场驱使BBG电子或空穴波函数靠近WSe2层时才会出现超导电性，这突显了WSe2层的重要性。空穴掺杂的超导电性违反了泡利顺磁极限，与Ising超导体一致。与此相反，尽管导带中由近邻效应引入的Ising自旋-轨道耦合相互作用十分明显，但电子掺杂的超导电性仍遵循泡利顺磁极限。这项研究展现了与BBG导带相关的丰富物理现象，为深入理解结晶石墨烯的超导机理、开发基于BBG的超导器件铺平了道路。

通讯作者：Fengcheng Wu（武汉大学），Xiaoxue Liu、Tingxin Li（上海交通大学）

第一作者：Chushan Li（上海交通大学）

DOI：10.1038/s41586-024-07584-w

发表日期：2024年6月19日

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