論文の概要: Superfluid Stiffness and Flat-Band Superconductivity in Magic-Angle Graphene Probed by cQED
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13740v2
- Date: Thu, 31 Oct 2024 03:37:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-01 16:56:16.717535
- Title: Superfluid Stiffness and Flat-Band Superconductivity in Magic-Angle Graphene Probed by cQED
- Title（参考訳）: cQED法により作製したマジックアングルグラフェンの超流動剛性と平板超伝導
- 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。
以上の結果から,MATBGは異方性ギャップを有する常温超伝導体であり,量子幾何学,超流動剛性,非常温超伝導とのつながりが強く示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.32018750515900324
- License:
- 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 Fermi liquid theory; rather, it is comparable to theoretical predictions involving quantum geometric effects that are dominant at the magic angle. The temperature dependence of the superfluid stiffness follows a power-law, which contraindicates an isotropic BCS model; instead, the extracted power-law exponents indicate an anisotropic superconducting gap, whether interpreted within the Fermi liquid framework or by considering quantum geometry of flat-band superconductivity. Moreover, a quadratic dependence of the superfluid stiffness on both DC and microwave current is observed, which is consistent with Ginzburg-Landau theory. Taken together, our findings indicate that MATBG is an unconventional superconductor with an anisotropic gap and strongly suggest a connection between quantum geometry, superfluid stiffness, and unconventional superconductivity in MATBG. 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的な予測に匹敵するものである。
超流動剛性の温度依存性は、等方性BCSモデルに反し、抽出されたパワーロー指数は、フェルミ液体の枠組み内で解釈されるか、フラットバンド超伝導の量子幾何学を考慮して、異方性超伝導ギャップを示す。
さらに、ギンズバーグ・ランダウ理論と一致する直流電流とマイクロ波電流の超流動剛性の二次的依存性が観察される。
その結果,MATBGは異方性ギャップを有する非定常超伝導体であり,量子幾何学,超流動剛性,およびMATBGの非定常超伝導とのつながりが強く示唆された。
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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