研究透视：MIT 魔角石墨烯超导-超流刚度 | Nature

　　魔角双层转角石墨烯（magic-angle twisted bilayer graphene，MATBG，将两层石墨烯以特定转角1.05°堆叠形成的莫尔超晶格）中，超导物理是莫尔系统研究的热门主题之一，这为其他强关联材料（如高临界温度超导体）配对机制，提供新见解。

今日，美国麻省理工学院（ Massachusetts Institute of Technology）Miuko Tanaka, Joel Î-j. Wang，Pablo Jarillo-Herrero & William D. Oliver等，在Nature上发文，利用直流传输和微波电路量子电动力学，通过动力学电感直接测量了超导魔角双层转角石墨烯MATBG的超流刚度。

研究发现，超流刚度比传统的费米液体理论所预期的要大得多。并且，这是取决于魔角上占主导地位的量子几何效应。超流刚度的温度关系，遵循幂律行为，这不符合各向同性Bardeen–Cooper–Schrieffer（BCS）模型。

无论是在费米液体体系中，还是平带超导的量子几何，幂律指数都表明了各向异性超导能隙。还观察到超流刚度，取决于直流和微波电流的二次方关系，这与Ginzburg–Landau理论一致。

研究表明，魔角双层转角石墨烯MATBG是一种具有各向异性能隙的非常规超导体，并强烈表明了量子几何、超流刚度和MATBG中的非常规超导电性之间联系。这种组合直流-微波测量平台，也适用于其他原子薄超导体的研究。

Superfluid stiffness of magic-angle twisted bilayer graphene.

魔角双层转角石墨烯的超流刚度

图1:动态电感测量和设备配置。

图2:栅极电压的直流和微波特性。

图3:超流刚度变化引起的共振频率随温度变化。

图4:谐振频率的直流偏置和微波功率关系。

　　文献链接Tanaka, M., Wang, J.Îj., Dinh, T.H. et al. Superfluid stiffness of magic-angle twisted bilayer graphene. Nature 638, 99–105 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08494-7

　　来源：今日新材料