Аномальная сверхпроводимость и необычные свойства нормального состояния двухслойного и подкрученного графена (Миниобзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В обзоре на основе результатов работ авторов в системах с гексагональной решеткой продемонстрирована возможность реализации механизма сверхпроводимости Кона–Латтинжера в условиях его конкуренции с другими типами упорядочения, а также рассмотрен ряд необычных свойств отмеченных систем в нормальной фазе. В первой части представлены наши ранние результаты по сверхпроводимости Кона–Латтинжера с p-, dи f-спариванием в монослойном и двухслойном АВ графене, полученные без учета влияния потенциала подложки и примесей. Затем подробно обсуждается конкуренция сверхпроводящего состояния Кона–Латтинжера с состоянием волны спиновой плотности в реальных АВ, АА и подкрученном бислоях графена. В последних частях представлены результаты по ряду аномальных свойств в нормальной фазе и возникновению нематической сверхпроводимости вблизи волны спиновой плотности в двухслойном подкрученном графене.

Об авторах

М. Ю. Каган

Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”; Институт физических проблем им. П.Л.Капицы РАН

Email: kagan@kapitza.ras.ru
Москва, Россия; Москва, Россия

М. М. Коровушкин

Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”

Красноярск, Россия

В. А. Мицкан

Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”

Красноярск, Россия

К. И. Кугель

Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Москва, Россия; Москва, Россия

А. Л. Рахманов

Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН; Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н. Л. Духова

Москва, Россия; Москва, Россия

А. В. Рожков

Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН

Москва, Россия

А. О Сбойчаков

Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
  2. M. I. Katsnelson, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Nature Phys. 2, 620 (2006).
  3. V. N. Kotov, B. Uchoa, V. M. Pereira, F. Guinea, and A. H. Castro Neto, Rev. Mod. Phys. 84, 1067 (2012).
  4. A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Rev. Mod. Phys. 81, 109 (2009).
  5. A. V. Rozhkov, A.O. Sboychakov, A.L. Rakhmanov, and F. Nori, Phys. Rep. 648, 1 (2016).
  6. A. O. Sboychakov, A. L. Rakhmanov, A. V. Rozhkov, and F. Nori, Phys. Rev. B 92, 075402 (2015).
  7. M. Yu. Kagan, K. I. Kugel, and A. L. Rakhmanov, Phys. Rep. 916, 1 (2021).
  8. M. Yu. Kagan, K. I. Kugel, A. L. Rakhmanov, and A. O. Sboychakov, Electronic phase separation in magnetic and superconducting materials: Recent advances, vol. 201 of Springer Series in Solid-State Sciences, Springer, Cham, Switzerland (2024).
  9. Y. Cao, V. Fatemi, S. Fang, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Kaxiras, and P. Jarillo-Herrero, Nature 556, 43 (2018).
  10. М. Ю. Каган, В. А. Мицкан, М. М. Коровушкин, УФН 185, 785 (2015).
  11. W. Kohn and J. M. Luttinger, Phys. Rev. Lett. 15, 524 (1965).
  12. D. Fay and A. Layzer, Phys. Rev. Lett. 20, 187 (1968).
  13. М. Ю. Каган, А.В. Чубуков, Письма в ЖЭТФ 47, 525 (1988).
  14. М. Ю. Каган, А.В. Чубуков, Письма в ЖЭТФ 50, 483 (1989).
  15. A. V. Chubukov and M. Yu. Kagan, J. Phys. Condens. Matter 1, 3135 (1989).
  16. M. Yu. Kagan, Phys. Lett. A 152, 303 (1991).
  17. H. Fr¨ohlich, J. Phys. C: Solid State Phys. 1, 544 (1968).
  18. W. Kohn, Phys. Rev. Lett. 2, 393 (1959).
  19. J. Friedel, Il Nuovo Cimento 7, 287 (1958).
  20. M. A. Baranov, A. V. Chubukov, and M. Yu. Kagan, Int. J. Mod. Phys. B 06, 2471 (1992).
  21. M. A. Baranov and M. Yu. Kagan, Z. Phys. B Condens. Matter 86, 237 (1992).
  22. M. A. Baranov, D. V. Efremov, and M. Yu. Kagan, Physica C 218, 75 (1993).
  23. A. V. Chubukov, Phys. Rev. B 48, 1097 (1993).
  24. М. Ю. Каган, УФН 164, 77 (1994).
  25. М. А. Баранов, М. Ю. Каган, Ю. Каган, Письма в ЖЭТФ 64, 273 (1996).
  26. М. А. Баранов, М. Ю. Каган, ЖЭТФ 99, 1236 (1991).
  27. М. А. Баранов, М. Ю. Каган, ЖЭТФ 102, 313 (1992).
  28. M. Yu. Kagan, M. A. Baranov, D. V. Efremov, M. S. Mar’enko, P. Brussaard, Ch. G. van Weert, and H. W. Capel, Письма в ЖЭТФ 62, 589 (1995).
  29. М. А. Баранов, М. Ю. Каган, М. С. Марьенко, Письма в ЖЭТФ 58, 734 (1993).
  30. M. Yu. Kagan, Modern trends in superconductivity and superfluidity, Lecture Notes in Physics, Springer, Dordrecht (2014), v. 874.
  31. M. Yu. Kagan and V. V. Valk’ov, ЖЭТФ 140, 179 (2011).
  32. M. Yu. Kagan, D. V. Efremov, M. S. Marienko, and V. V. Val’kov, Письма в ЖЭТФ 93, 807 (2011).
  33. М. Ю. Каган, В. В. Вальков, В. А. Мицкан, М. М. Коровушкин, Письма в ЖЭТФ 97, 253 (2013).
  34. М. Ю. Каган, В. В. Вальков, В. А. Мицкан, М. М. Коровушкин, ЖЭТФ 144, 837 (2013).
  35. М. Ю. Каган, В. В. Вальков, В. А. Мицкан, М. М. Коровушкин, ЖЭТФ 145, 1127 (2014).
  36. M. Yu. Kagan, V. V. Val’kov, V. A. Mitskan, and M. M. Korovushkin, Solid State Commun. 188, 61 (2014).
  37. М. Ю. Каган, В. А. Мицкан, М. М. Коровушкин, ЖЭТФ 146, 1301 (2014).
  38. M. Yu. Kagan, V. A. Mitskan, and M. Korovushkin, Eur. Phys. J. B 88, 157 (2015).
  39. M. Yu. Kagan, Письма в ЖЭТФ 103, 822 (2016).
  40. R. Nandkishore, L. S. Levitov, and A. V. Chubukov, Nature Phys. 8, 158 (2012).
  41. R. Nandkishore, G.-W. Chern, and A. V. Chubukov, Phys. Rev. Lett. 108, 227204 (2012).
  42. R. Nandkishore and A. V. Chubukov, Phys. Rev. B 86, 115426 (2012).
  43. R. Nandkishore, R. Thomale, and A. V. Chubukov, Phys. Rev. B 89, 144501 (2014).
  44. Z. Dong, A. V. Chubukov, and L. Levitov, Phys. Rev. B 107, 174512 (2023).
  45. S. Schubin and S. Wonsowsky, Proc. Roy. Soc. (London) A 145, 159 (1934).
  46. A.L. Rakhmanov, A.V. Rozhkov, A. O. Sboychakov, and F. Nori, Phys. Rev. Lett. 109, 206801 (2012).
  47. A. O. Sboychakov, A. V. Rozhkov, and A. L. Rakhmanov, Phys. Rev. B 108, 184503 (2023).
  48. A.V. Rozhkov, A.O. Sboychakov, and A. L. Rakhmanov, Phys. Rev. B 108, 205153 (2023).
  49. A. O. Sboychakov, A. V. Rozhkov, and A. L. Rakhmanov, Phys. Rev. B 109, 094505 (2024).
  50. A.O. Sboychakov, A. L. Rakhmanov, and A. V. Rozhkov, Physica E 165, 116118 (2025).
  51. H. Zhou, T. Xie, T. Taniguchi, K. Watanabe, and A. F. Young, Nature 598, 434 (2021).
  52. J. M. Park, Y. Cao, K. Watanabe, T. Taniguchi, and P. Jarillo-Herrero, Nature 590, 249 (2021).
  53. G. Chen, A. L. Sharpe, P. Gallagher, I. T. Rosen, and E. J. Fox, L. Jiang, B. Lyu, H. Li, K. Watanabe, T. Taniguchi, J. Jung, Z. Shi, D. Goldhaber-Gordon, Y. Zhang, and F. Wang, Nature 572, 215 (2019).
  54. H. Zhou, L. Holleis, Y. Saito, L. Cohen, W. Huynh, C. L. Patterson, F. Yang, T. Taniguchi, K. Watanabe, and A. F. Young, Science 375, 774 (2022).
  55. A. Veligura, H. J. van Elferen, N. Tombros, J. C. Maan, U. Zeitler, and B. J. van Wees, Phys. Rev. B 85, 155412 (2012).
  56. J. Borysiuk, J. So�ltys, and J. Piechota, J. Appl. Phys. 109, 093523 (2011).
  57. J.-K. Lee, S.-C. Lee, J.-P. Ahn, S.-Ch. Kim, J. I. B. Wilson, and P. John, J. Chem. Phys. 129, 234709 (2008).
  58. Z. Liu, K. Suenaga, P. J. F. Harris, and S. Iijima, Phys. Rev. Lett. 102, 015501 (2009).
  59. H.-V. Roy, C. Kallinger, and K. Sattler, Surf. Sci. 407, 1 (1998).
  60. A. Grubiˇsi´c-Cˇabo, J. C. Kotsakidis, Y. Yin, A. Tadich, M. Haldon, S. Solari, J. Riley, E. Huwald, K. M. Daniels, R. L. Myers-Ward, M. T. Edmonds, N. V. Medhekar, D. K. Gaskill, and M. S. Fuhrer, Front. Nanotech. 5 (2024).
  61. L. Brey and H. A. Fertig, Phys. Rev. B 87, 115411 (2013).
  62. O. Farkad, F. Elfatouaki, R. Takassa, S. Hassine, Y. Ijdiyaou, E. A. Ibnouelghazi, and D. Abouelaoualim, Mater. Today Commun. 33, 104714 (2022).
  63. G. Li, A. Luican, J. M. B. Lopes dos Santos, A. H. Castro Neto, A. Reina, J. Kong, and E. Y. Andrei, Nature Phys. 6, 109 (2010).
  64. W. Yan, M. Liu, R.-F. Dou, L. Meng, L. Feng, Z.-D. Chu, Y. Zhang, Z. Liu, J.-C. Nie, and L. He, Phys. Rev. Lett. 109, 126801 (2012).
  65. C.-C. Liu, L.-D. Zhang, W.-Q. Chen, and F. Yang, Phys. Rev. Lett. 121, 217001 (2018).
  66. T. Huang, L. Zhang, and T. Ma, Sci. Bull. 64, 310 (2019).
  67. A. O. Sboychakov, A. V. Rozhkov, A.L. Rakhmanov, and F. Nori, Phys. Rev. B 100, 045111 (2019).
  68. A. O. Sboychakov, A. V. Rozhkov, A.L. Rakhmanov, and F. Nori, Phys. Rev. B 102, 155142 (2020).
  69. А. О. Сбойчаков, А.В. Рожков, А.Л. Рахманов, Письма в ЖЭТФ 116, 708 (2022).
  70. K. Seo, V. N. Kotov, and B. Uchoa, Phys. Rev. Lett. 122, 246402 (2019).
  71. T. Cea and F. Guinea, Phys. Rev. B 102, 045107 (2020).
  72. F. Wu, A. H. MacDonald, and I. Martin, Phys. Rev. Lett. 121, 257001 (2018).
  73. K. Yananose, G. Cantele, P. Lucignano, S.-W. Cheong, J. Yu, and A. Stroppa, Phys. Rev. Lett. 104, 075407 (2021).
  74. А. В. Рожков, A. O. Сбойчаков, Современная электродинамика 2(10), 18 (2024).
  75. А. О. Сбойчаков, А. В. Рожков, К.И. Кугель, А. Л. Рахманов, Письма в ЖЭТФ 112, 693 (2020).
  76. B. Lian, Z. Wang, and B. A. Bernevig, Phys. Rev. Lett. 122, 257002 (2019).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».