在量子霍尔效应中实现一维近邻超导性

超导性和量子霍尔效应这两个迷人的现象，几十年来一直吸引着物理学家的目光。超导性允许材料以零电阻传导电流，而量子霍尔效应则表现出量化的电导率，这是拓扑态物质的标志。然而，将这两种看似截然不同的现象结合起来一直是一个重大挑战，特别是在一维系统领域。最近一篇发表在《自然》的论文宣布取得了突破

超导性是由库珀对的形成引起的，库珀对是束缚在一起的电子对。在传统的超导体中，这些对凝结成一个单一的量子态，从而实现无摩擦的电流流动。当非超导材料与超导体紧密接触时，就会发生近邻超导。近邻超导效应在界面附近的非超导材料中诱导库珀对的形成，允许在短距离上的超电流流动。

在强磁场作用下，在特定材料中观察到的量子霍尔效应表现出显著的特性。材料边缘的电子凝聚成具有量子化电导率的特殊导电通道，与材料性质无关，仅由基本常数决定。这些边缘状态是材料拓扑秩序的一种表现，这种性质不容易受到局部扰动的影响。

这两种现象的结合已被证明是具有挑战性的。传统上，研究人员的目标是在量子霍尔边缘态中诱导超导性。然而，通过这些通道实现可检测的超电流一直是难以捉摸的。这是因为强磁场往往会破坏库珀对的形成，从而阻碍超导性。

最近的突破克服了这一障碍，研究人员发现了一种新的方法，通过利用微扭曲双层石墨烯中的畴壁来实现量子霍尔效应中的一维近邻超导性。双层石墨烯由两层石墨烯片堆叠而成，略微扭曲。畴壁是堆叠方向突然改变的区域。有趣的是，这些畴壁包含与通常的量子霍尔边缘状态不同的严格的一维电子状态。