发布日期：2024-12-16 07:05 点击次数：187
上海科技大学物资科学与技能学院拓扑物理执行室陈宇林-陈成团队讹诈纳米角诀别光电子能谱（Nano-ARPES）技能，发现了超导魔角中显耀的谷间-电声子耦合效应，况且敬佩了相应的声子阵势。这一发现对科研东说念主员相识魔角石墨烯的超导机理具有伏击意旨。北京时候12月11日晚，关系究诘适度以“Strong Electron-Phonon Coupling in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene ”(双层魔角石墨烯中的强电子-声子耦合)为题俺去也电影网，在线发表于外洋学术期刊《当然》（Nature）。
魔角石墨烯自2018年发现以来，因其超导电性和强关联电子特色成为外洋凝合态物理究诘的热门。其超导性开端于双层转角石墨烯在“魔角”条目下的平展能带，这极大增强了电子的相互作用，为究诘莫特绝缘态、高温超导等强关联电子体系提供了新平台。此外，魔角石墨烯中还存在专有的量子反常霍尔效应拓扑态，为杀青拓扑超导等奇异量子态提供了可能。这一基础究诘的适度，具有潜在的量子野心应用价值。魔角石墨烯中存在的多种新奇电子态偏激复杂的相互作用迷惑科学家们开展了广阔执行和表面究诘，但对其淡雅的电子结构，极度是对其超导风物发祥的相识，现在仍未有定论。
角诀别光电子能谱（ARPES）四肢一种能获胜测量材料的淡雅电子结构的技能，昔日几十年里已在探索高温超导机理和新式拓扑量子材料的发现中发扬了伏击作用。但是由于魔角石墨烯器件的空间尺寸仅有微米量级，受限于亚毫米量级的空间诀别率，传统ARPES技能难以发扬作用。过程不懈尽力，科研东说念主员已渐渐征战出具有亚微米量级空间诀别率的Nano-ARPES技能，举例上海科技大学拓扑物理执行室团队与上海光源共同树立的上海同步发射光源二期工程中纳米自旋与磁学线站（S2线站），大约精准测量微米圭臬量子材料的电子结构。
本究诘中，上海科技大学陈宇林-陈成团队讹诈Nano-ARPES技能（上海光源S2线站以及好意思国先进光源Maestro线站），对双层转角石墨烯的电子结构进行了系统表征（图1a）。在超导魔角石墨烯的电子能谱中初度发现了新奇的平带复制风物，况且平带与复制带之间具有固定的能量圮绝（150meV，图1b）；而在非超导的魔角石墨烯（由其与氮化硼衬底相互作用导致）或者不超导的非魔角石墨烯中，均未不雅察到相似风物。执行适度并吞表面野心分析标明，这些平带复制风物开端于超导魔角石墨烯中平带电子与具有150meV能量的谷间声子强耦合（图2c）。而系统的执行适度（图2d）进一步标明，该电声子耦合与转角石墨烯中的超导电性高度关系。这些究诘适度揭示了超导魔角石墨烯的专有电子结构，为相识其超导发祥偏激专有性质指出了标的。
该责任中使用的Nano-ARPES技能能被平素用于纳米材料与微纳器件的电子结构表征，为相识这些材料与器件中展现的新奇物态与专有功能提供了有用究诘技巧，并进一步为想象与探索新式量子材料提供了支撑。
本究诘由上海科技大学拓扑物理执行室提拔牛津大学、普林斯顿大学、好意思国劳伦斯伯克利国度执行室以及埃默里大学等单元配合完成。上海科技大学为第一完成单元，拓扑物理执行室助理教训陈成为论文的第一作家，拓扑物理执行室陈宇林教训与埃默里大学王耀教训为通信作家。本项究诘中，Nano-ARPES执行测量由上海科技大学拓扑物理执行室与牛津大学团队完成；执行样品由普林斯顿大学Ali Yazdani团队制备；表面分析及野心模拟由埃默里大学王耀、普林斯顿大学Andrei Bernevig、宾州州立大学刘朝星、香港科技大学戴希团队完成。拓扑物理执行室柳仲楷教训和刘健鹏教训团队参与了部分执行及表面责任。
这项究诘是外洋合作的适度，展示了跨国界科研合作的力量，也凸显了人人化科学究诘的伏击性。
图1 a.Nano-ARPES测量魔角石墨烯器件暗意图；b.超导魔角石墨烯的平带复制风物
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图2 c.超导魔角石墨烯中的谷间-电声子耦合机制暗意图; d.转角石墨烯中超导电性与平带复制（强电声子耦合）的关联
图3 超导魔角石墨烯中电声子耦合的暗意图
论文议论：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08227-w
开端：上海科技大学
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