Автор: Ингрид Фаделли, Phys.org.
Структура устройства из двухслойного графенового устройства, находящегося на подложке WSe2. Образец покрыт гексагональным нитридом бора с двойным графитовым затвором. Сверхпроводимость, SC1 и SC2, наблюдается как функция плотности носителей, ne, и поля смещения, D, когда носители заряда поляризованы в направлении WSe2. Сверхпроводимость наблюдается в фазе, где симметрия вращения нарушена. Это иллюстрируется схематическим изображением поверхности Ферми, на котором показано исчезновение одного из небольших фермиевых карманов в нематической фазе. Фото: Холлис и др.
Сверхпроводимость представляет собой свойство материалов, обладающее нулевым электрическим сопротивлением при критической температуре. Недавние исследования показали, что двухслойный графен на подложке из WSe2 (диселенид вольфрама) усиливает свою сверхпроводящую фазу, повышая плотность носителей заряда и критическую температуру. Учёные из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Калифорнийского технологического института изучили эффект близости WSe2 на двухслойный графен Берналя, обнаружив два различных сверхпроводящих состояния, что ставит под сомнение существующие модели спаривания электронов в двухслойном графене.
Основная цель исследования заключалась в понимании повышения критических температур и магнитных полей в этом суперматериале. Исследователи также провели измерения квантовых колебаний для оценки свойств. Интересно, что их результаты показывают преобладание нематичности, что может играть важную роль в сверхпроводимости. Обсуждая результаты с теоретиками, они предложили новый механизм, объясняющий уменьшение сверхпроводимости орбитальных моментов. Это открытие может стимулировать дальнейшие исследования различных сверхпроводящих фаз и помочь в развитии теорий спаривания в графене. Исследования в этой области продолжаются, включая изучение сверхпроводимости трехслойного графена.
Дополнительная информация: Ludwig Holleis et al, Nematicity and orbital depairing in superconducting Bernal bilayer graphene, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-024-02776-7
Caitlin L. Patterson et al, Superconductivity and spin canting in spin-orbit proximitized rhombohedral trilayer graphene, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2408.10190