Скрученный MoTe2 при 3,79°–5,76°: транспорт показал переход от дробных состояний к сверхпроводимости
Транспортное исследование скрученного двухслойного MoTe2 при углах 3,79°–5,76° проследило, как дробные топологические состояния уступают коррелированным изоляторам и сверхпроводимости.
Исследовательская группа опубликовала в Nature систематическое транспортное исследование скрученного двухслойного MoTe2 (tMoTe2) при углах скручивания от 3,79° до 5,76°. По данным авторов, фазовая диаграмма переходит от валлей-поляризованных дробных топологических состояний к валлей-вырожденным коррелированным состояниям, а при наибольших углах — к сверхпроводимости doi.org
Naturedoi.orgОткрыть источник ↗.
Двумерные полупроводниковые муаровые сверхрешётки считаются хорошо настраиваемой платформой для сильно коррелированных и топологических квантовых фаз. Ранее было показано, что tMoTe2 содержит дробные топологические фазы при нулевом магнитном поле. Как эти фазы меняются с углом скручивания и как конкурируют с другими коррелированными состояниями, оставалось в основном неизученным doi.org
Naturedoi.orgОткрыть источник ↗.
Дробные состояния при малых углах
При относительно малых углах частично заполненные зоны Черна в tMoTe2 содержат дробные квантовые аномальные состояния Холла, следующие последовательности Джейна. Авторы также сообщают о признаках аномальной композитной ферми-жидкости при муаровом дырочном факторе заполнения νh = 1/2 doi.org
Naturedoi.orgОткрыть источник ↗.
Увеличение угла скручивания постепенно подавляет дробные топологические фазы. Наполовину заполненная зона Черна перестраивается в целочисленные изоляторы Черна с нарушенной симметрией doi.org
Naturedoi.orgОткрыть источник ↗.
Коррелированные изоляторы и сверхпроводимость при больших углах
При νh = 1 авторы наблюдают переход. При малых углах существуют устойчивые целочисленные квантовые аномальные изоляторы Холла. При больших углах их сменяют топологически тривиальные коррелированные изоляторы, настраиваемые электрическим смещением doi.org
Naturedoi.orgОткрыть источник ↗.
При углах выше примерно 5,6° рядом с коррелированным изолятором при νh = 1 возникает сверхпроводимость. Её фазовая диаграмма близко напоминает недавно описанную для скрученного двухслойного WSe2 doi.org
Naturedoi.orgОткрыть источник ↗.
Авторы заключают, что результаты указывают на единую эволюцию фаз под действием угла скручивания, которая связывает дробную топологию, нарушение симметрии, магнитный порядок и сверхпроводимость в муаровых системах doi.org
Naturedoi.orgОткрыть источник ↗. Работа представляет собой экспериментальное транспортное исследование образцов-устройств, а выводы описывают фазы, наблюдаемые в этой системе материалов.
