中国科大揭示扭转双层WSe2中谷间自旋涨落诱导的超导配对机制

近日，中国科学技术大学物理学院教授秦维与武汉大学教授吴冯成合作，在二维扭转过渡金属硫族化合物超导机制研究方面取得重要进展，揭示了能谷间的反铁磁自旋涨落能显著增强电子间有效吸引相互作用，为理解莫尔体系超导的微观机制提供了新思路。相关成果以“Topological Chiral Superconductivity Mediated by Intervalley Antiferromagnetic Fluctuations in Twisted Bilayer WSe₂”为题，12月9日在线发表在国际著名物理学期刊《物理评论快报》上。

近年来，扭转二维材料构成的莫尔超晶格因展现出丰富的强关联电子效应而备受关注。其中，扭转双层WSe₂在实验中表现出平带、关联绝缘态、以及超导等性质。相较于石墨烯莫尔超晶格体系，其超导机制仍缺乏清晰的微观理论支撑。特别是5°转角体系中超导与范霍夫奇点、位移场调控下的能带重构密切相关，引发了研究者对其“配对胶水”及拓扑性质的广泛兴趣。本研究在该背景下展开，旨在阐明驱动该体系超导的关键相互作用。

图：(a)超导与谷间反铁磁相图；(b),(c)超导序参量。

研究人员基于连续模型与屏蔽相互作用的系统计算发现，仅依赖屏蔽的库仑相互作用难以产生实验量级的超导临界温度；而进一步引入谷间反铁磁涨落后，配对作用得到显著增强，在范霍夫奇点附近实现与实验可比的超导转变温度。自洽计算表明，该体系的超导基态呈现d+id型手性配对对称性，并具有陈数C=±2 的拓扑特征。该成果不仅揭示了扭转双层WSe₂中超导可能来源于谷间自旋涨落的电子机制，也为调控拓扑超导材料开辟了新思路。

秦维与武汉大学邱温轩博士后为论文共同第一作者，中国科大为论文第一单位，秦维与吴冯成为共同通讯作者。该项研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部科技创新2030等项目的资助。

论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/kf2b-r9g5

（物理学院、科研部）