为“扭转电子学”研究提供科技支撑

科学导报讯 记者杨洋 4月17日，记者从山西大学光电研究所获悉，该所与北京大学、上海科技大学、辽宁材料实验室等多院所合作，采用的关联绝缘态路线打破了现有的常规方法，从界面耦合来构建界面长程电荷序，再利用界面态影响石墨烯中的电子关联。该研究使石墨烯在未来电子学应用方面迈出了关键一步。

自2004年石墨烯问世以来，由单层原子组成的二维材料引起了科学家的广泛关注，因其具有高导电性、柔韧性和高强度性，使得它成为一种炙手可热的材料，广泛应用在光电、传感和医疗等领域。而当两张单层原子的二维材料叠放在一起，并稍作旋转时，会从根本上改变材料的性能，并诱导出奇特的物理性质，例如高温超导性、非线性光学、激发激光等。目前，由于隐藏在扭转体系背后的科学本质还未被完全认知，因此诞生了一个全新的研究领域——扭轉电子学。其中，二维扭转双层石墨烯中的超导机理是当前凝聚态物理的一个研究热点和难点。

山西大学光电研究所、量子光学与光量子器件国家重点实验室张靖教授课题组经过多年的持续科研积累，在国际上，首次基于超冷原子气体系统实验实现了二维扭转双层光晶格，并开展了超流态到莫特绝缘态量子相变的相关研究，实现了层间隧穿耦合的精确调控。同时，实验直接观察到空间莫尔条纹和动量衍射，证实了双层晶格中存在原子超流体。该成果为研究扭转电子学以及探索其他难以在普通材料中实现的新奇量子现象打开了一扇大门。