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物性物理学：魔法角ツイスト2層グラフェンの超流動スティフネス
Nature 638, 8049 doi: 10.1038/s41586-024-08494-7
魔法角ツイスト2層グラフェン（MATBG）における超伝導の物理は、モアレ格子系の研究において非常に関心の高いテーマであり、高温超伝導体など他の強相関系の対形成機構に関する知見をもたらす可能性がある。今回我々は、DC輸送測定およびマイクロ波回路量子電磁力学（cQED）を用いて、その慣性インダクタンスを検出することでMATBG超伝導相の超流動スティフネスを直接測定した。我々は、超流動スティフネスが従来のフェルミ液体理論による予想よりはるかに大きく、魔法角で支配的となる量子幾何効果の理論的予測や最近の実験的指摘に匹敵することを見いだした。超流動スティフネスの温度依存性はべき乗則に従い、これは等方的なバーディーン–クーパー–シュリーファー（BCS）モデルに反している。そうではなく、得られたべき乗則の指数は、フェルミ液体の枠組みで解釈しても、量子幾何効果による平坦バンド超伝導を考慮しても、異方的超伝導ギャップを示唆している。さらに、DC電流とマイクロ波電流の両方に対して超流動スティフネスが二次関数的に依存することが観測されており、これはギンツブルグ–ランダウ理論と一致している。まとめると今回の知見は、MATBGが異方的ギャップを持つ非従来型超伝導体であることを示しており、MATBGにおける量子幾何効果、超流動スティフネス、非従来型超伝導の関係を強く示唆している。今回用いたDC輸送–マイクロ波複合測定プラットフォームは、他の任意の原子層超伝導体の研究に適用可能である。
