多层菱形石墨中的电子相疏散。图片来源：曼彻斯特大学
近日，由英国曼彻斯特大学领导的一个国际研究小组开发一种新纳米质料，它能反射最初在庞大人造结构——扭曲双层石墨烯中发现的“魔幻角度”效应。扭曲双层石墨烯是近年来物理学研究的一个要害领域。相关论文8月12日刊登于《自然》。
新的研究表明，菱形石墨的特殊拓扑结构有效地提供了一种内在的“扭曲”，因此提供了一种替代介质来研究超导性的改变等效应。“这是一种有趣的替代要领，可以替代目前非常流行的关于‘魔角’石墨烯的研究。”该研究作者之一Andre Geim说。
曼彻斯特大学凝聚态物理教授Artem Mishchenko说：“菱形石墨有助于更好地理解对强电子相关性很重要的质料，好比重费米子化合物和高温超导体。”
科学家将一片石墨烯叠在另一片之上，并将其扭曲成一个“神奇的角度”，使其酿成了超导体。双扭曲层石墨烯中的相互作用对扭曲角度异常敏感，因此要制造出具有所需精度的装置极其困难，人们必须找到足够均匀的装置研究其所涉及的物理学。该新研究利用菱形石墨烯打开了精确制造超导设备的一扇新大门。Mishchenko团队现在已经视察到，在弱稳定的菱形石墨中泛起了强电子—电子相互作用——这种石墨烯层堆叠的形式与稳定的六边形略有差异。
曼彻斯特大学团队多年来一直在研究菱形石墨薄膜，并开发出了能生产高质量样品的先进技术。在新研究中，研究人员修改了他们的技术�；ご嗳酢⒉晃榷ǖ氖训问�。研究人员对含有50层石墨烯的样品进行了成像，利用拉曼光谱证实了质料的聚集顺序保持完整。然后，他们用传统要领丈量了样品的电子输运特性——通过记录质料在改变温度和施加于其上的磁场强度时的电阻。
研究人员体现，通过施加电场可以打开菱形石墨的外貌态中的能隙。这种间隙打开陪同着质料电阻的滞后行为，这意味着差异的电子缺口相被支解成域——这是强相关质料的典型特征。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2568-2