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物性物理学：量子幾何学で可能になるディラック平坦バンド超伝導の証拠
Nature 614, 7948 doi: 10.1038/s41586-022-05576-2
平坦バンド超伝導体では、電荷キャリアの群速度vFは極めて遅い。この場合の超伝導は特に興味深く、高温超伝導体や重いフェルミオン系の長年の謎と関連がある。しかし、平坦バンドでの超伝導の出現は、従来のBCS（バーディーン–クーパー–シュリーファー）理論における小さなvFによって、コヒーレンス長、超流動剛性、臨界電流の消失が示唆されているので、逆説的であるように思われる。今回我々は、ねじれ2層グラフェンを用い、超伝導ディラック平坦バンド系において、無視できるほど小さい速度の大きな影響を探った。我々は、シュウィンガー限界での非線形輸送研究を用いて、モアレ超格子の充填率νが−1/2〜−3/4で、常伝導移流速度が極めて遅いvn ≈ 1000 m s−1となることを実証する。超伝導状態では、同じ速度限界が、相対論的超流動に類似した臨界電流の新しい制限機構を構成する。重要なことに、超伝導体の電気力学的応答を制御する超流動剛性の今回の測定結果は、運動エネルギーではなく、相互作用が誘起する超伝導ギャップによって支配されることを示しており、これは、量子幾何学的寄与に関する最近の理論と一致する。我々は、BCS–BEC（ボース・アインシュタイン凝縮）クロスオーバーの特徴である小さなクーパー対の証拠を見いだし、フェルミ温度に対する超伝導転移温度の比が前例になく1を超えていることを明らかにするとともに、超平坦ディラックバンドにおける超強結合超伝導の場合にこれがどのように生じるかを考察する。
