Esta investigación explora el fenómeno de la superconductividad quiral cercana a los insuladores de Chern fraccionarios (FCI) en MoTe2 enrollado y grafoenano pentacapa rhomboédrico. El estudio investiga un modelo mínimo que implica electrones sin spin en el nivel de Landau más bajo sometidos a un potencial moiré ajustable.
La investigación revela que a medida que se cierra la brecha del FCI, emergen dos fases casi degeneradas antes de formarse un estado metálico. Estas fases son un superconductor quiral f + if y una onda de densidad de carga cíclica √3×√3 comun. Estas fases difieren en energía en menos del 1%, lo que coincide con las fases superconductoras y de cuánto hall (QH) entero de reingreso (RIQH) observadas experimentalmente cerca del régimen del FCI.
La cúpula superconductora permanece robusta frente a la pantalla realista de Coulomb, el dopado ligero y las variaciones en la geometría de la red. Esto sugiere que fundir el FCI proporciona un nuevo mecanismo para realizar la superconductividad quiral polarizada y el orden RIQH.
La investigación predice que el MoTe2 enrollado en ángulos de enrollamiento más grandes desarrollará una cúpula superconductora incluso en el relleno ν = 2/3. Además, la supresión de esta superconductividad con un campo magnético debería llevar al sistema a un estado RIQH.
Las conclusiones de la investigación ofrecen un mecanismo microscópico unificado tanto para la superconductividad quiral polarizada como para el orden RIQH en las bandas de Chern moiré. También proporciona un modelo simple para estudiar este régimen más a fondo.
La investigación resalta el potencial del MoTe2 enrollado y el grafoenano pentacapa rhomboédrico como plataformas para explorar la superconductividad quiral y el orden RIQH. Además, sugiere que ajustar el ángulo de enrollamiento, la densidad de portadores y el campo magnético podría utilizarse para controlar el equilibrio entre la superconductividad y el orden RIQH en estos materiales.