二次元材料：モアレWSe₂においてバンド幅により調整されるモット転移と超伝導

強相関材料における高転移温度（T_c）超伝導の出現は、依然として物理学における大きな未解決問題である。銅酸化物などの高T_c材料は、一般に複雑で調整が容易ではないことから、理論モデル化を困難にしている。格子上で相互作用する電子の単純な理論モデルであるハバード模型は、高T_c材料の本質的な物理を捉えると考えられているものの、この模型の正確な解を得ることは、特に中程度の相関の関連領域では難題である。低エネルギー電子バンドがハバード模型によって記述可能であり、それらは高度に調整可能であるという、モアレWSe₂におけるロバストな超伝導の最近の実証は、高T_c問題の研究に向けた新たなプラットフォームとなる。今回我々は、ツイスト角によってモアレ2層WSe₂を中程度の相関領域に調整し、静電ゲート制御、電気輸送測定、磁気光学測定によって、モアレ単位格子当たり1個の正孔（ν = 1）付近の相図をマッピングした。我々は、ν＝1での反強磁性絶縁体、電子および正孔ドーピング時の超伝導ドーム、異常金属などの特異な金属状態を含め、幅広い高T_c現象を観測した。ツイスト角依存性の研究からはさらに、最高T_cが常にモット転移の近傍で発生することが示された。今回の結果は、強相関がモアレWSe₂における超伝導の鍵であることを示すとともに、制御可能な形で高T_c超伝導を研究するための新たな材料系を確立している。

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