Nature-非常规超导 | 魔角石墨烯

角扭曲三层石墨烯Magic-angle twisted trilayer graphene，MATTG，是一种莫尔moiré材料，呈现很强的电子相关性和非常规的超导性。然而，该系统的局部光谱研究，仍然缺乏。

　　近日，美国 加州理工学院(California Institute of Technology) Stevan Nadj-Perge团队Hyunjin Kim，Youngjoon Choi等，在Nature上发文，基于高分辨率扫描隧道显微镜和光谱学表征，揭示了有利于魔角石墨烯MATTG镜像对称堆叠的原子重构广泛区域。在这些区域中，观察到对称破缺的电子跃迁和依赖于掺杂的能带结构变形，类似于魔角双层中的情况，正如理论上预期的那样，给出了平带的共性commonality。　　在每个莫尔晶胞跨越两到三个空穴的密度窗口density window时，超导电性的光谱特征表现为，费米能级处隧道电导的显著下降，伴随着相干峰，在升高温度和磁场下，逐渐抑制相干峰。电导随掺杂演化与从有隙超导体到节状超导体的栅控可调转变一致，这在理论上与从Bardeen-Cooper-Schrieffer超导体到具有节状序参量的玻色–爱因斯坦凝聚超导体的急剧转变一致。　　在这个掺杂窗口内，还检测到了峰-谷-峰peak-dip-hump 结构，这表明超导电性是，由魔角石墨烯MATTG玻色子模式的强耦合驱动的。这一研究，有助于进一步理解扭曲双层以外的石墨烯莫尔结构，其超导电性和相关态。

Evidence for unconventional superconductivity in twisted trilayer graphene. 扭曲三层石墨烯中，非常规超导电性的证据。

图1：零磁场时，魔角扭曲三层石墨烯Magic-angle twisted trilayer graphene，MATTG形貌和光谱表征。

图2：局域态密度local density of states，LDOS的Landau Fan图和魔角石墨烯MATTG与掺杂相关的能带变形。

图3：在−3<v<−2范围内，光谱能隙和非常规超导特征

图4：魔角石墨烯MATTG的Peak-dip-hump结构。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04715-zDOI: https://doi.org/10.1038/s41586-022-04715-z

信息来源：公众号【今日新材料】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。