北理工團隊在Kagome超導配對研究中取得重要進展
發布日期：2023-04-26 供稿：物理學院 攝影：物理學院
編輯：王莉蓉 審核：陳珂 閱讀次數：
近日，北京理工大學物理學院姚裕貴教授、施訓教授、王秩偉研究員團隊，與東京大學鐘益桂博士、Kozo Okazaki教授，中科院理論物理研究所吳賢新研究員，南方科技大學殷嘉鑫教授和瑞士保羅謝勒研究所Zurab Guguchia教授等人合作在《自然》雜志發表論文“Nodeless electron pairing in CsV3Sb5-derived kagome superconductors”，揭示了籠目超導體中穩健的無節點超導能隙，為研究其超導配對機理提供了關鍵實驗依據。
超導是凝聚態物理中的重要前沿領域，在其百年的研究歷程中，闡明超導微觀機理和探索常溫常壓超導體是科研人員的不懈追求。由于籠目晶格的獨特幾何特征以及與之伴隨的新穎電子特性，近年發現的籠目超導體成為探究復雜電子序中的超導態的又一類新平臺。為了闡明其中的超導電性及其與多相之間的合作或競爭關系，一個關鍵但尚缺乏共識的問題則是確定超導能隙對稱性。
在該工作中，研究人員利用高分辨的角分辨光電子能譜儀在極低溫環境下對CsV3Sb5系列超導體開展了精確的譜學研究，從動量空間對全部費米面的超導能隙結構進行了反復測量和仔細分析，首次直接揭示了其中無節點的超導能隙（圖1），消除了學界對該問題的持續爭議。
進一步地，研究人員通過細致的化學替換，將部分釩原子可控地替換為同族更大的鈮或鉭原子，從而精確調控超導序和電荷密度波序（圖2）。通過對相圖中有無電荷密度波序的區域進行比對研究，發現超導能隙均顯示為無節點和各向同性（圖3）。如此穩健的能隙結構極大縮窄了超導配對對稱性的候選范圍，同時結合繆子散射實驗發現該超導態破壞時間反演對稱性，指向了 d + id 波超導配對的可能性。
該工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、北理工青年教師學術啟動計劃等項目的支持。
圖1.Cs(V0.86Ta0.14)3Sb5超導能隙的高精度譜學特征（左）及其動量依賴關系（右）
圖2.CsV3Sb5體系中元素替換的超導相圖
圖3.CsV3Sb5體系中穩健的無節點超導配對
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-05907-x
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