迪士尼彩乐园地址 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联结的情境下，出现了一些新的物理表象，比如触及磁通隧穿的表象以及通过量子相滑动来兑现安培步履的远景。可是，兑现这些表象并阻截易，因为传统约瑟夫森结中的超导电流往往会受到垂直磁场的阻挡，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，科学家们面对着如安在量子霍尔效应的要求下兑现厚实的超导电流的挑战。

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为了惩办这一问题，英国曼彻斯特大学Andre Geim（2010年诺贝尔物理学奖得主）课题组领衔的海外推断团队联袂欺诈了双层中的畴壁，这些畴壁被发现不错算作严格的一维导线，在石墨烯的块体区域十足绝缘时伙同超导电极。这一想法的提议引发了推断者们的风趣，并促使他们摄取了一系列的推行和表面使命。

具体而言，推断者们使用了最小误会石墨烯双层（MTGBs）算作推断对象，并通过推行制备了一系列的约瑟夫森结。这些约瑟夫森结的制备流程包括了将单层石墨烯切割成两块，然后通过平行传输和眇小的旋转将它们相通在一皆。这种拼装导致了石墨烯晶格的重构，造成了具有AB和BA堆叠区域的双层石墨烯。而这些区域之间的领域被发现不错算作严格的一维导线，伙同了超导电极。通过对这些结的特点进行贵重的推行推断，推断东谈主员发现了一些意念念的表象，并得出了一些伏击的论断。关系效果在Nature顶刊发题为“One-dimensional proximity superconductivity in the quantum Hall regime”的推断论文。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推断员。

论文连系：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07271-w

图1的推断展示了包含MTGB（最小误会双层石墨烯）中畴壁的约瑟夫森结。在图中，a部分展示了器件表示图，插图展示了AB和BA堆叠的区域，通过施加门电压来退换载流子密度。顶部插图显露了器件的假彩色电子显微图，其中MTGB显露为绿色，NbTi超导电极显露为黄色。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，显露出与弗劳恩霍夫图案的深刻偏离。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，白色弧线符号了零电阻情景领域。这些数据对应于具有特定尺寸和参数的角落型结构。推断东谈主员通过这些推行发现，在MTGB中的畴壁不错算作弱连系，在量子霍尔效应区域内搭救超导性，而且其临界电流绝顶厚实，不错在不同磁场下使命。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。

在本推断中，为了探索量子霍尔效应下的相近超导性，作家制备了不同数目畴壁的约瑟夫森结。图2显露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，未不雅察到深刻的超电流迹象。可是，当引入单个畴壁时，在(b)中，迪士尼彩乐园可见在量子霍尔区域内出现了深刻的超电流。进一步加多畴壁数目至两个，(c)中的图谱显露了更大的超电流，且具有周期性的飞舞特征。临了，在(d)中，具有多个畴壁的结构展现了复杂的超电流方法，其飞舞更为怪异正。这些截止标明，跟着畴壁数目的加多，超导性的施展变得愈加丰富和复杂，凸显了畴壁在量子霍尔效应中的伏击作用。

图2. 不同数目畴壁，量子霍尔机制中的超电流。

临了，作家征询了载流子密度n对一维近距离超导性的影响。在低磁场下，作家所有约瑟夫森结的n依赖性都不异，无论是否存在畴壁（图3a）。与之前使用单层石墨烯制造的约瑟夫森结的比拟，作家设置的独一权臣各异是在作家的设置中险些莫得法布里-珀罗飞舞。这种飞舞需要无边金属-超导体界面的有限透明度才能产生驻波，先前在掺杂空穴时因界面p-n结提供了适宜要求而不雅察到这种飞舞。作家的双层约瑟夫森结的二维-三维界面绝顶透明，即使在掺杂空穴的情况下，也只会在零磁场近邻产生细微的法布里-珀罗飞舞（图3a）。在量子霍尔区域，无边金属-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)中出现了深刻的飞舞，因为一维-三维界面更透明。

这些飞舞归因于法布里-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-珀罗飞舞的一个令东谈主骇怪的特征是，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）。这种行为在才调中有贵重态状，似乎很难与电子波永劫时在零载流子密度处发散的情况相投营。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绝顶吻合，其中畴壁内的电子即使在电荷中性双层中也保执有限密度。

图3. 单畴壁提供的超电流中的Fabry–Pérot飞舞。

本推断展示了在量子霍尔效应区域内的AB/BA领畴壁有时搭救Andreev敛迹态，何况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。这一发咫尺表面和推行方面都具有伏击的科学启迪。

领先，它为探索新式拓扑保护的准粒子提供了一个伏击平台，这关于量子计较等限制具有潜在的伏击意旨。其次，这项推断为制备高性能的量子霍尔效应关系器件提供了新念念路，举例超导量子干预器件。此外，通过推断一维超导性在不同载流子密度下的行为，不错更深入地贯通超导性在低维系统中的特点。此外，本推断还提议了昔日推断的意念念主见，举例通过开放双层石墨烯中的能隙来兑现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互相作用。

本文来自“发光材料与器件”。