曹原导师等人丨魔角石墨烯今日再次连发2篇Nature，说不是约好的我都不信！

小纳米

2020-06-12

当具有相似晶格常数的两个单层石墨烯垂直堆叠且略微未对准时，则会呈现出周期性莫尔图案，从而改变材料的电子态和相变，产生新颖的物理性质。2018年3月，麻省理工学院Pablo Jarillo-Herrero课题组在~1.1°魔角扭曲的双层石墨烯中发现新的电子态，可以简单实现绝缘体到超导体的转变，打开了非常规超导体研究的大门。

这个全新的发现，把石墨烯推向了新的发展高度，研究结果以背靠背的方式在线发表于Nature，一时引起轰动。自此以后，魔角石墨烯一发不可收拾，大有再次问鼎诺奖之势。

 

2020年5月，Pablo Jarillo-Herrero课题组刚刚在魔角石墨烯背靠背连发两篇Nature（点击阅读：超燃！天才少年曹原今日再次连发2篇Nature，魔角石墨烯王者归来！）。

今日，S. Ilani教授联合Pablo Jarillo-Herrero课题组再次突破，和普林斯顿大学Ali Yazdani课题组同时在Nature发表文章，分别报道了魔角石墨烯在电子结构和相变等领域的最新发现。

今日第一篇Nature中，以色列科学家S. Ilani与MIT科学家P. Jarillo-Herrero合作研究了魔角石墨烯的相变和狄拉克有关问题。他们通过对局部电子可压缩性的测量，发现魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）的能带在整数填充附近经历了剧烈的转变，相关联的相起源于具有非常规能带序列的高能态。在远高于超导和绝缘态的转变温度下，研究人员观察到相变和类狄拉克电子特征。这项研究为魔角石墨烯的超导和绝缘态的转变研究带来了新的思路。

在第二篇Nature论文中，普林斯顿大学Ali Yazdani课题组报道了高分辨率扫描隧道显微镜观测魔角扭曲双层石墨烯的谱学性质随电子填充函数的级联过渡。Ali Yazdani课题组在魔角石墨烯领域也不遑多让，2019年7月，他们就曾在Nature报道过魔角石墨烯的谱学研究，今天的这项工作是在之前工作上的进一步升级。

研究发现，在摩尔纹平带的每个整数填充处，化学势都有明显变化，并且低能激发发生了重排。这些谱学特征是库仑相互作用的直接结果，库伦相互作用将简并的平带划分为哈伯德子带。这些相互作用对垂直磁场异常敏感，磁场可强烈地改变谱学跃迁。最终，研究表明，在低温下，魔角扭曲双层石墨烯中会出现各种绝缘和超导基态相。

总之，这两项研究，都是对魔角石墨烯高温超导的进一步探索，为高温超导的实现提供了新的新的借鉴。

仔细看，两篇论文标题如出一辙。大佬们莫不是约好的吧：你研究电子态转变，我研究相变，一起组团发表咯~

参考文献：

1. U. Zondiner et al. Cascade of phase transitions and Dirac revivals in magic-angle graphene. Nature 2020.

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2373-y

2. Dillon Wong et al. Cascade of electronic transitions in magic-angle twisted bilayer graphene. Nature 2020.

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2339-0