2025年1月22日，Nature在线发表了哥伦比亚大学Cory R. Dean课题组的研究论文，题目为「Superconductivity in 5.0° twisted bilayer WSe₂」，论文的第一作者为Yinjie Guo。

转角双层和三层石墨烯中超导性的发现引起了人们的极大兴趣。这些体系的关键特征是层间耦合和莫尔超晶格之间的相互作用，从而产生具有强关联性的低能平带。其他二维材料如过渡金属硫族化合物（TMDs）的晶格不匹配或转角异质结中的莫尔条纹也可以诱导出平带。尽管在莫尔TMDs中确实观察到了广泛的关联现象，但超导性的有力证明仍然缺失。

在此研究中，作者报道了5.0°转角双层WSe₂的超导性，最高临界温度为426 mK。超导态出现在与金属态相邻的位移场和密度的有限区域内，其费米面重构被认为是由AFM序引起的。在低温下，超导相和磁相之间观察到一个明显的边界，使人想起自旋涨落介导的超导性。研究结果表明，莫尔平带超导性超越了石墨烯结构。石墨烯中不存在但TMDs中本征的材料性质，如天然带隙、大自旋-轨道耦合、自旋-谷锁定和磁性，这提供了访问比仅石墨烯结构更宽超导参数空间的可能性。

图1 | 电子能带结构与超导口袋。

图2 | tWSe₂中的超导性。

图3 | 磁性和相图。

图4 | 超导边界的温度依赖性。

论文链接：

Guo, Y., Pack, J., Swann, J. et al. Superconductivity in 5.0° twisted bilayer WSe₂. Nature, 2025, 637, 839–845. https://doi.org/10.1038/s41586-024-08381-1

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