Kristallstrukturen för CsV 3 Sb 5 , med V-atomer som bildar ett Kagome-gitter. Upphovsman:Science China Press
På grund av sin unika geometri, Kagome-gittret uppvisar i sig topologiska elektroniska strukturer och platta band, vilket gör det till en idealisk plattform för att studera nya framväxande tillstånd. I den nyligen upptäckta Kagome supraledare AV 3 Sb 5 (A =K, Rb, Cs), V-atomer bildar ett idealiskt Kagome-gitter. Som en sällsynt insikt om supraledning på det ideala Kagome-gittret, och eftersom supraledning uppstår i närvaro av topologiska yttillstånd och en ovanlig laddningsordning, detta material har väckt ett enormt intresse från fysiksamhället. Förutom att belysa arten av den ovanliga laddningsordningen och dess samspel med supraledning, den supraledande parningssymmetrin och parningsmekanismen är nyckelfrågor som måste åtgärdas.
En artikel av Prof. Huiqiu Yuan och Prof. Yu Song vid Center for Correlated Matter vid Zhejiang University, nyligen publicerad i SCIENCE CHINA Physics, Mekanik och astronomi som redaktörs fokus, ger viktiga experimentella resultat för att förstå parningssymmetrin och parningsmekanismen i denna familj av Kagome-supraledare. Genom att använda en teknik baserad på tunneldiodoscillatorn för att exakt mäta förändringen i det magnetiska penetrationsdjupet ner till låga temperaturer, forskargruppen erbjuder det första experimentella fyndet av ett nodlöst supraledande tillstånd i CsV 3 Sb 5 , med sin superfluiddensitet väl fångad av en två-gap s-vågsmodell.
Den supraledande parningssymmetrin är viktig för att klargöra parningsmekanismen, med supraledande mellanrum under olika parningssymmetrier som uppvisar olika egenskaper. Till exempel, konventionella supraledare uppvisar vanligtvis s-vågsparning, där parametern för supraledande ordning är nodlös i momentumrymden (noder hänvisar till positioner i momentumrymden där den supraledande ordningens parameter blir noll), vilket leder till att magnetiskt penetrationsdjup vid låg temperatur och elektronisk specifik värme utvecklas exponentiellt med temperaturen. Å andra sidan, för p-våg eller d-våg supraledare, de supraledande luckorna visar punktnoder respektive linjenoder, vilket resulterar i magnetiskt inträngningsdjup och elektronisk specifik värme med effektlagstemperaturberoende.
Temperaturberoende för det magnetiska penetrationsdjupet i CsV 3 Sb 5 . Temperaturberoende för nodala supraledare misslyckas med att beskriva data, medan det för nodlös supraledning stämmer väl överens med data. Upphovsman:Science China Press
En enhet baserad på tunneldiodoscillatorn möjliggör mycket exakta mätningar av den magnetiska penetrationsdjupändringen vid mycket låga temperaturer, vilket gör det till en viktig metod för att studera strukturen av den supraledande ordningsparametern, som sedan kan användas för att få information om parningssymmetrin.
I det här arbetet, forskare använde tekniken baserad på tunneldiodoscillatorn, och mätte det magnetiska penetrationsdjupet ner till 0,07 K. Från de experimentella resultaten, det visade sig att det magnetiska penetrationsdjupet blir nästan konstant under 0,2 K, kännetecknande för ett exponentiellt beteende vid låga temperaturer, vilket indikerar att det supraledande gapet inte innehåller några noder. Genom ytterligare analys, det visades att temperaturberoendet av superfluiddensiteten kan fångas av en två-gap s-vågsmodell, medan nodal supraledande parningstillstånd (såsom enkel p-våg och d-våg) misslyckas med att matcha experimentdata. För att ytterligare bekräfta dessa resultat, forskargruppen studerade flera prover från olika forskargrupper, genomfört analys av den specifika värmen, och fann att alla experimentella resultat konsekvent pekar på nodlös supraledning i CsV 3 Sb 5 . Det bör påpekas att även om den föreliggande studien avslöjar två-gap s-våg supraledning i CsV 3 Sb 5 , om parametern för supraledande ordning uppvisar en teckenförändring mellan olika Fermi-ytor (s± eller s++), väntar på ett förtydligande i framtida studier.
Denna studie om Kagomes supraledare CsV 3 Sb 5 ger ett viktigt experimentellt bevis för att spika fast dess supraledande parsymmetri, lägger grunden för att förstå dess parningsmekanism samt hur den ovanliga laddningsordningen kan komma in i bilden, och begränsar starkt teoretiska modeller för dessa Kagome supraledare.
Normaliserad superfluiddensitet av CsV 3 Sb 5 , som en funktion av den reducerade temperaturen T/T c . S-vågsmodellen med två gap stämmer väl överens med experimentella data. Upphovsman:Science China Press
Detta arbete är ett samarbete mellan forskare vid Zhejiang University, University of Science and Technology i Kina, och University of California, Santa Barbara. Mätningarna av magnetisk penetration och specifik höra utfördes i Center for Correlated Matter vid Zhejiang University. Enkristaller av hög kvalitet tillhandahölls av professor Xianhui Chens grupp vid University of Science and Technology i Kina och professor Stephen Wilsons grupp vid University of California, Santa Barbara.
