論文の概要: Kinetic Inductance, Quantum Geometry, and Superconductivity in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13740v1
- Date: Wed, 19 Jun 2024 18:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-21 18:45:06.684784
- Title: Kinetic Inductance, Quantum Geometry, and Superconductivity in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene
- Title（参考訳）: マジックアングル二層グラフェンの運動インダクタンス、量子幾何学、超伝導
- Authors: Miuko Tanaka, Joel Î-j. Wang, Thao H. Dinh, Daniel Rodan-Legrain, Sameia Zaman, Max Hays, Bharath Kannan, Aziza Almanakly, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Jeffrey A. Grover, Terry P. Orlando, Simon Gustavsson, Pablo Jarillo-Herrero, William D. Oliver,
- Abstract要約: 魔法の角をねじった二層グラフェン(MATBG)の超伝導は、ムーア系の研究に強い関心を持つトピックである。
我々は、MATBGの超流動剛性を直接測定するために、直流輸送およびマイクロ波回路量子力学を用いる。
従来の単一バンドフェルミ液体理論では、超硬度は予想よりもはるかに大きい。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.32018750515900324
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The physics of superconductivity in magic-angle twisted bilayer graphene (MATBG) is a topic of keen interest in moir\'e systems research, and it may provide insight into the pairing mechanism of other strongly correlated materials such as high-$T_{\mathrm{c}}$ superconductors. Here, we use DC-transport and microwave circuit quantum electrodynamics (cQED) to measure directly the superfluid stiffness of superconducting MATBG via its kinetic inductance. We find the superfluid stiffness to be much larger than expected from conventional single-band Fermi liquid theory; rather, it aligns well with theory involving quantum geometric effects that are dominant at the magic angle. The temperature dependence of the superfluid stiffness exhibits a power-law behavior, which contraindicates an isotropic BCS model; instead, the extracted power-law exponents indicate an anisotropic superconducting gap, whether interpreted using the conventional anisotropic BCS model or a quantum geometric theory of flat-band superconductivity. Moreover, the quadratic dependence of the stiffness on both DC and microwave current is consistent with Ginzburg-Landau theory. Taken together, these findings strongly suggest a connection between quantum geometry, superfluid stiffness, and unconventional superconductivity in MATBG. Finally, the combined DC-microwave measurement platform used here is applicable to the investigation of other atomically thin superconductors.
- Abstract（参考訳）: マジック角度ツイスト二層グラフェン(MATBG)における超伝導の物理学は、モワール系の研究に強い関心を持ち、高いT_{\mathrm{c}}$超伝導体のような他の強い相関を持つ物質のペアリング機構についての洞察を与えることができる。
ここでは,超伝導MATBGの運動インダクタンスによる超流動剛性を直接測定するために,DC-Transportおよびマイクロ波回路量子力学(cQED)を用いる。
従来の単一バンドフェルミ液体理論よりはるかに大きい超流動剛性は、魔法の角度で支配的な量子幾何学効果を含む理論とよく一致している。
超流動硬さの温度依存性は、等方性BCSモデルに反するパワーロー挙動を示し、代わりに抽出されたパワーロー指数は、従来の異方性BCSモデルやフラットバンド超伝導の量子幾何学理論を用いて解釈するにせよ、異方性超伝導ギャップを示す。
さらに、直流電流とマイクロ波電流の硬さの二次的依存性はギンズバーグ・ランダウ理論と一致している。
これらの結果は、MATBGにおける量子幾何学、超流動剛性、および非伝統的な超伝導の関連性を強く示唆している。
最後に、ここで使用される複合直流-マイクロ波測定プラットフォームは、他の原子間超伝導体の研究に適用できる。
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