Сверхпроводимость и особая симметрия скрученного трехслойного графена в киральной модели

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Сверхпроводящие свойства скрученного трёхслойного графена изучаются в рамках киральной модели, основанной на использовании унитарной матрицы \(U \in SU(2)\) в качестве параметра порядка. Для проверки сверхпроводящего поведения этой системы включается взаимодействие с внешним магнитным полем \(B_0\), ориентированным вдоль листа графена, и вычисляется внутренняя магнитная напряжённость в центре как функция угла закручивания. Обращение этой функции в нуль, вследствие эффекта Мейсснера, являющегося важной особенностью сверхпроводимости, вычисляется соответствующая зависимость магического угла закручивания от \(B_0\). Обсуждается необычный эффект возвратной сверхпроводимости при больших значениях \(B_0\).

Полный текст

1. Introduction It should be noticed that since the discovery of mono-atomic carbon layers called graphenes [1, 2] this material attracted high attention of researchers due to its extraordinary properties concerning magnetism, stiffness and considerable electric and thermal conductivity [3, 4]. The important connection was revealed with other graphene-based materials: Fullerenes [5] and carbon nanotubes [6]. A very simple explanation of these unusual properties of graphene was suggested in [7], where the idea of massless Dirac-like excitations of honeycomb carbon lattice was discussed, the latter one being considered as a superposition of two triangular sublattices. The further development of this idea was realized in [8, 9]. The unprecedented raise of interest has emerged to graphene-based materials and especially to moiré super-lattice patterns, this fact being motivated by their unconventional characteristics. In particular, specific magic-angle systems constructed by stacking two or three graphene layers twisted relative to each other have shown superconducting behavior [10-18]. However, these systems exhibit superconducting properties also for the very strong external magnetic fields (up to 10 T) [19], and therefore the standard superconductivity model by J. Bardeen, L. Cooper, J. Schrieffer and N. Bogoliubov [20] appears to be non suitable for the explanation of this fact. Thus, the superconductivity in TTG is likely to be driven by a mechanism that results in non-spin-singlet Cooper pairs. Nevertheless, it can be shown that the phenomenological approach based on the Landau theory of phase transitions [21] and on the corresponding chiral model of graphene suggested earlier [8] seems to be well suitable for the description of TTG. 2. Lagrangian density for the chiral model of graphene In accordance with the hexagonal structure of the graphene mono-atomic carbon lattice, the three valence electrons of the atom form strong covalent bonds with the neighbours, but the forth electron belongs to the so-called hybridized state and appears to be “free”. Thus, let us combine scalar
×

Об авторах

Ю. П. Рыбаков

Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: rybakov-yup@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-7744-9725
Scopus Author ID: 16454766600
ResearcherId: S-4813-2018

Professor, Doctor of Sciences in Physics and Mathematics, Professor at the Institute of Physical Research and Technologies

ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, 117198, Российская Федерация

М. Умар

Российский университет дружбы народов

Email: mails4medina@gmail.com
ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, 117198, Российская Федерация

Список литературы

  1. Novoselov, K. S. et al. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science 306, 666-669 (2004).
  2. Geim, A. K. Graphine: status and prospects. Science 324, 1530-1534 (2009).
  3. Lee, C. et al. Measurement of elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene. Science 321, 385-388 (2008).
  4. Bolotin, K. I. et al. Ultrahigh electron mobility in suspended graphene. Solid State Comm. 146, 351-355 (2008).
  5. Lu, X. & Chen, Z. Curved

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Рыбаков Ю.П., Умар М., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.