Attocube mK旋转台在nature文章《石墨烯摩尔超晶格可调超导特性研究》中的应用

【概述】

    高温超导性机制是凝聚态物理领域世纪性的课题。这种超导性被认为会在以Hubbard模型描述的掺杂莫特绝缘体中出现。

【实验结果/结论】

    近期，来自美国和ZG的国际科研团队合作在nature上发表文章报道了在ABC-三层石墨烯（TLG）以及六方氮化硼（hBN）摩尔超晶格中发现可调超导性特征。研究人员通过施加垂直位移场，发现ABC-TLG/hBN超晶格在20开尔文的温度下表现出莫特绝缘态。进一步冷却操作发现，在温度低于1K的时候，该异质结的超导的独特特性开始出现。通过进一步调控垂直位移场，研究人员还成功实现了超导体-莫特绝缘体-金属相的转变。

图1.德国attocube公司极低温mK级纳米旋转台

    电学输运工作的测量是在进行仔细的信号筛选后，在本底温度为40mK的稀释制冷剂内进行的。值得指出的是，样品的面内测量需要保证样品方向与磁场方向平行，这必须要求能够在极低温（40mK）环境下能够良好工作极ng确工作的旋转台来移动样品，确保样品与磁场方向平行。实验中使用了德国attocube公司的mK纳米精度旋转台（如图1所示）。Attocube公司能够提供水平和竖直方向的旋转台，实现使样品与单轴线管的超导磁场方向的夹角调整为任意角度。通过电学输运结果，证实了样品中存在的超导与Mott绝缘体与金属态的转变（结果如图2所示），证明了三层石墨烯/氮化硼的超晶格为超导理论模型（Habbard model）以及与之相关的反常超导性质与新奇电子态的研究提供了模型系统。

图2.  ABC-TLG/hBN的超导性图左低温双轴旋转台；图右下：石墨烯/氮化硼异质节的超导性测量测试结果，样品通过attocube的mK适用旋转台旋转后方向与磁场方向平行

参考文献：

[1] Guorui CHEN et al, “Signatures of tunable superconductivity in a trilayer graphene moiré superlattice” Nature, 572, 215-219 (2019)