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ナノスケール材料：魔法角ツイスト2層グラフェンにおける強い電子–フォノン結合
Nature 636, 8042 doi: 10.1038/s41586-024-08227-w
魔法角ツイスト2層グラフェン（MATBG）における超伝導の特異な性質は、大きな研究関心を呼び起こしている。しかし、集中的な実験的努力といくつかの可能性のある対形成機構の提唱にもかかわらず、その超伝導の起源は依然として分かっていない。今回我々は、マイクロメートルの空間分解能を持つ角度分解光電子分光法を利用することによって、MATBGが六方晶窒化ホウ素基板と整列していない超伝導MATBGにおける平坦バンドのレプリカを明らかにする。こうしたレプリカは、約150 ± 15 meV離れた均一なエネルギー間隔を示し、これは強い電子–ボソン結合を表している。意外にも、MATBGが六方晶窒化ホウ素に整列している場合、またはTBGが魔法角から外れている場合、こうしたレプリカは非超伝導ツイスト2層グラフェン（TBG）系では存在しなかった。計算からは、超伝導MATBGにおけるこうしたフラットバンドレプリカの形成が、フラットバンド電子とグラフェンのK点での光学フォノンモードとの強い結合に起因し、この結合がバレー間散乱によって促進されることが示唆された。これらの知見は、必ずしも電子–フォノン結合がMATBGにおける超伝導の主要な駆動力であるとするものではないが、超伝導MATBGに固有の電子構造を解き明かし、それによって超伝導の起源である特異な電子ランドスケープを理解するための重要な情報を提供している。
