AG视讯百家乐 石墨烯之父，诺贝尔物理学奖得主《Nature》！
连年来，在超导性和量子霍尔效应相荟萃的情境下，出现了一些新的物理风光，比如触及磁通隧穿的风光以及通过量子相滑动来完了安培循序的远景。干系词，完了这些风光并约束易，因为传统约瑟夫森结中的超导电流频频会受到垂直磁场的扼制，这是由于库珀对在不同轨谈上传播时产生的弗劳恩霍夫类型的干预效应。因此，科学家们濒临着如安在量子霍尔效应的条款下完了踏实的超导电流的挑战。
为了料理这一问题，英国曼彻斯特大学Andre Geim（2010年诺贝尔物理学奖得主）课题组领衔的外洋权衡团队联袂运用了双层中的畴壁，这些畴壁被发现不错看成严格的一维导线，在石墨烯的块体区域透彻绝缘时伙同超导电极。这一观念的冷漠激勉了权衡者们的兴趣，并促使他们汲取了一系列的施行和表面职责。
具体而言，权衡者们使用了最小诬陷石墨烯双层（MTGBs）看成权衡对象，并通过施行制备了一系列的约瑟夫森结。这些约瑟夫森结的制备经由包括了将单层石墨烯切割成两块，然后通过平行传输和轻微的旋转将它们近似在一皆。这种拼装导致了石墨烯晶格的重构，变成了具有AB和BA堆叠区域的双层石墨烯。而这些区域之间的界限被发现不错看成严格的一维导线，伙同了超导电极。通过对这些结的特质进行防备的施行权衡，权衡东谈主员发现了一些道理的风光，并得出了一些遑急的论断。有关限度在Nature顶刊发题为“One-dimensional proximity superconductivity in the quantum Hall regime”的权衡论文。其中论文其他通作家讯为曼彻斯特大学Julien Barrier博士，浙江大学化学系辛娜权衡员。
论文伙同：
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07271-w
图1的权衡展示了包含MTGB（最小诬陷双层石墨烯）中畴壁的约瑟夫森结。在图中，a部分展示了器件默示图，插图展示了AB和BA堆叠的区域，通过施加门电压来调整载流子密度。顶部插图露馅了器件的假彩色电子显微图，其中MTGB露馅为绿色，NbTi超导电极露馅为黄色。b部分展示了具有单个畴壁的约瑟夫森结在小磁场下Idc的微分电阻，露馅出与弗劳恩霍夫图案的彰着偏离。c部分展示了换取结构在量子霍尔区域的dV/dI弧线示例。d部分所以10mT步长测量的全图，红色弧线表示Ic的峰值位置，白色弧线标记了零电阻现象界限。这些数据对应于具有特定尺寸和参数的边际型结构。权衡东谈主员通过这些施行发现，在MTGB中的畴壁不错看成弱伙同，在量子霍尔效应区域内撑捏超导性，而且其临界电流终点踏实，不错在不同磁场下职责。这一发现为构建在量子霍尔效应基础上的超导量子器件提供了新的念念路和可能性。
图1. 在最小转角双层石墨烯MTGB中，包含畴壁的约瑟夫森结。
在本权衡中，为了探索量子霍尔效应下的周边超导性，作家制备了不同数目畴壁的约瑟夫森结。图2露馅了不同畴壁数目下的差分电阻图谱。在(a)中，关于莫得畴壁的结构，未不雅察到彰着的超电流迹象。干系词，当引入单个畴壁时，在(b)中，可见在量子霍尔区域内出现了彰着的超电流。进一步增多畴壁数目至两个，ag百家乐大平台(c)中的图谱露馅了更大的超电流，且具有周期性的飘荡特征。终末，在(d)中，具有多个畴壁的结构展现了复杂的超电流时势，其飘荡更为不限定。这些限度标明，跟着畴壁数目的增多，超导性的发扬变得愈加丰富和复杂，凸显了畴壁在量子霍尔效应中的遑急作用。
图2. 不同数目畴壁，量子霍尔机制中的超电流。
终末，作家辩论了载流子密度n对一维近距离超导性的影响。在低磁场下，作家总计约瑟夫森结的n依赖性都一样，不管是否存在畴壁（图3a）。与之前使用单层石墨烯制造的约瑟夫森结的比拟，作家诱惑的惟一显耀各异是在作家的诱惑中险些莫得法布里-珀罗飘荡。这种飘荡需要日常金属-超导体界面的有限透明度智商产生驻波，先前在掺杂空穴时因界面p-n结提供了合适条款而不雅察到这种飘荡。作家的双层约瑟夫森结的二维-三维界面终点透明，即使在掺杂空穴的情况下，也只会在零磁场隔邻产生细微的法布里-珀罗飘荡（图3a）。在量子霍尔区域，日常金属-超导体界面的性质变成了一维-三维，掺杂空穴时无法检测到超电流，因为界面pn结的电阻很高（图3b）。另一方面，当掺杂电子时，Ic(n)中出现了彰着的飘荡，因为一维-三维界面更透明。
这些飘荡归因于法布里-珀罗共振，每当一维费米波长的一半的整数倍与畴壁长度L相匹配时发生（图3b）。不雅察到的法布里-珀罗飘荡的一个令东谈主讶异的特征是，它们的周期跟着n的减小变化很小，即使在接近中性点时亦然如斯（图3b、c）。这种活动在时候中有防备刻画，似乎很难与电子波长频频在零载流子密度处发散的情况相协作。尽管如斯，不雅察到的周期性与作家特定的一维通谈预期的周期性终点吻合，其中畴壁内的电子即使在电荷中性双层中也保捏有限密度。
图3. 单畴壁提供的超电流中的Fabry–Pérot飘荡。
本权衡展示了在量子霍尔效应区域内的AB/BA领畴壁不详撑捏Andreev拘谨态，而且在这些区域内产生高临界电流，而且险些不受外加磁场的影响。这一发目下表面和施行方面都具有遑急的科学启迪。
最初，它为探索新式拓扑保护的准粒子提供了一个遑急平台，这关于量子蓄意等界限具有潜在的遑急风趣风趣。其次，这项权衡为制备高性能的量子霍尔效应有关器件提供了新念念路，举例超导量子干预器件。此外，通过权衡一维超导性在不同载流子密度下的活动，不错更深刻地清醒超导性在低维系统中的特质。此外，本权衡还冷漠了将来权衡的道理标的，举例通过掀开双层石墨烯中的能隙来完了拓扑保护的手性超电流，以及探索超电流与分数和偶分母量子霍尔态的相互作用。
本文来自“发光材料与器件”。