2018年，MIT物理學家Pablo Jarillo-Herrero課題組報道了一個全新的發現，把石墨烯推向了新的發展高度。曹原等人發現，當兩個單層石墨烯片以1.1°左右的特定旋轉角度垂直堆疊時，可以在原子尺度設計得到莫爾條紋，實現絕緣體到超導體之間的轉變，這為高溫超導的研究帶來了新的曙光。
這之后，魔角石墨烯成為了國際前沿研究領域最熱門的議題之一。2018年3月以來，至少已經有7篇Science/Nature是關于魔角石墨烯。而最近，來自西班牙巴塞羅那科技研究所的Dmitri K. Efetov課題組在Nature發表文章，魔角石墨烯領域取得新突破。
根據之前的研究結果，雙層石墨烯中，當一層相對于另一層以特定角度扭曲時，會產生超導現象。那么，這個扭曲角度如何精確控制呢？能否將這個成果運用到一些功能器件中去呢？角度的偏離，會不會有很大的影響呢？
有鑒于此，來自西班牙巴塞羅那科技研究所的Dmitri K. Efetov課題組報道了具有高度一致的扭曲角的魔角扭曲雙層石墨烯器件的制造方法，并研究了其中的一些深入機理。
研究表明，隨著扭曲角無序度的減小，在四重自旋谷的簡并導帶和價帶的所有整數占據處都存在絕緣態。當ν≈-2時，在高達3 K的臨界溫度下觀察到超導性。在接近ν= 0和ν=±1絕緣狀態，研究人員還觀察到三個新的超導圓頂，它們的溫度要低得多。值得注意的是，在ν=±1時，發現Chern數非零的狀態。當ν= -1時，當施加大于3.6 tesla的垂直磁場時，絕緣態磁滯電阻明顯增強，這與磁場驅動的相變一致。
總之，這項研究為魔角扭曲雙層石墨烯的現象學提供了更詳細的解析，加深了我們對其新興性質的不斷發展的理解。
參考文獻：
XiaoboLu et al. Superconductors, orbital magnets and correlated states in magic-anglebilayer graphene. Nature 2019, 574, 653–657.
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1695-0
期待魔角石墨烯，真的能為人類進步帶來魔力！
