物性物理学：ねじれ3層グラフェンにおける非従来型超伝導の証拠

魔法角ねじれ3層グラフェン（MATTG）は、強い電子相関や非従来型超伝導を示すモアレ物質として浮上している。しかし、この系の局所的な分光学的研究は、まだ不十分である。今回我々は、MATTGの高分解能走査トンネル顕微鏡/分光法による観察を行い、広範な領域にわたって鏡面対称積層に有利な原子再構成が起きていることを明らかにする。我々は、こうした領域において、フラットバンドの共通性を考慮して理論的に予想された通り、魔法角2層グラフェンのものに類似した、対称性を破る電子転移とドーピング依存性バンド構造変形を観測した。特に注目すべきは、モアレ単位格子当たりの正孔数が2～3となる密度の窓において、超伝導の分光学的特徴が、高温高磁場で次第に抑制されるコヒーレンスピークを伴う、フェルミ準位におけるトンネルコンダクタンスの顕著なディップとして現れていることである。ドーピングに伴って観測されたコンダクタンスの変化は、ギャップ超伝導体からノード超伝導体へのゲート調整可能な転移と一致していた。これは、バーディーン–クーパー–シュリーファー（BCS）超伝導体から、ノード秩序パラメーターを持つボース・アインシュタイン凝縮（BEC）超伝導体への鋭い転移と、理論的に適合する。我々はまた、このドーピングの窓内で、超伝導がMATTGのボソンモードとの強い結合によって駆動されることを示唆する、ピーク–ディップ–ハンプ構造を検出した。今回の結果は、ねじれ2層グラフェンを超えるグラフェン系モアレ構造における超伝導や相関状態のさらなる理解を可能にするだろう。

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