2018年，麻省理工學院Pablo Jarillo-Herrero教授和曹原等首次在石墨烯中實現了基于“自旋電子學”的相關實驗，具體通過將雙層堆疊石墨烯的角度調節為1.1°，產生了超導現象。隨后，人們在van der Waals異質結中將層進行扭轉調節moiré超晶格，產生了廣泛的量子現象。
2021年2月2日，麻省理工學院Pablo Jarillo-Herrero、曹原等報道了在魔角扭轉三層石墨烯MATTG（magic-angle twisted trilayer graphene）中，具有比雙層魔角扭轉石墨烯更高的電子結構可調控性能/超導性能。通過觀測到隨密度和電場強度作用的霍爾效應、量子振蕩，從而能夠確定金屬狀態的魔角石墨烯的可調控的相位邊界。
就在2天后，2021年2月4日，哈佛大學Philip Kim等人也報道了一種三層石墨烯堆疊結構，研究了隨扭轉角度±θ變化過程。在達到理論預測的能夠形成平帶電子能帶的魔角角度，即扭角θ~1.56°，觀測到位移場可調控超導，通過調控最高達到2.1 K臨界溫度。
在這種三層魔角石墨烯體系中，作者發現比雙層魔角石墨烯體系中更強的、溫度更高的超導現象。而且，作者發現這種魔角石墨烯對外部電場非常敏感，研究者能夠調控電場控制超導。
通過調控摻雜能級、位移場，發現超導現象能夠在moiré能帶的極化相關，在較高的位移場作用中發現其邊界為范霍夫奇點vHS（van Hove singularity）。本文結果展示了一種弱耦合作用導致的非常規作用。
本文第一作者Zeyu Hao對次評價：“該體系能夠讓研究者從一個新的角度觀測超導作用，從而更加深入的理解驅動超導作用的產生原因和機制”。
理論學家對這種超導體系非常感興趣，三層石墨烯體系展示了其中的超導作用是不同電子之間的強相互作用導致，如果這種強相互作用電子導致超導的作用機理被人們發現是正確的，那么將為高溫超導、量子計算等領域的進一步發展繪制更加廣闊的前景。
這是因為，在大多數傳統超導體中，電子以高速進行運動，只有在偶然的條件中才能夠遇到，產生相互作用。因此，在基于傳統理論的超導體中，電子之間呈現弱相互作用。
弱相互作用超導、強相互作用超導之間的對比。在弱相互作用的超導體中，當溫度增加至數個Kelvin，弱相互作用超導現象將消失；然而強相互作用超導現象則能夠保持，比弱相互作用超導能夠在更高的溫度中存在，但是這種作用中的超導機制還沒有得到非常合理的解釋。
目前在三層魔角石墨烯中這種簡單可調控的系統中發現的強相互作用超導，為進一步發展強相互作用超導的理論、為發展具有高溫，甚至室溫超導的超導體提供指導和經驗。
參考文獻：
Zeyu Hao et al. Electric field tunable superconductivity in alternating twist magic-angle trilayer graphene, Science 2021,
DOI: 10.1126/science.abg0399
https://science.sciencemag.org/content/early/2021/02/03/science.abg0399
