To-kuppel superledning i en kagome superleder opdaget under højt tryk

For nylig, et forskerhold ledet af prof. Yang Zhaorong fra Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), i samarbejde med forskere fra Anhui University og andre institutioner, opdagede trykinduceret to-kuppel superledning i den kvasi-todimensionale topologiske kagome superleder CsV ₃ Sb ₅ . Dette værk blev offentliggjort i Fysisk gennemgang B og valgt som redaktørforslag.

På grund af sin unikke geometri, kagome gitter er iboende vært for elektroniske flade bånd (stærke korrelationer), Dirac -båndkrydsninger som i grafen, og Van Hove -særpræg, muliggør realisering af kvantediversiteter. For nylig, kagome superledere AV ₃ Sb ₅ (A =K, Rb, Cs) har tiltrukket mange forskningsinteresser på grund af opdagelser af superledelse, chiral ladningseffekt, kæmpe afvigende Hall-effekt og ikke-trivielle topologiske elektroniske bånd.

Tryk, som en af ​​de tre grundlæggende termodynamiske parametre, er kendt som et rent og kraftfuldt middel til direkte at manipulere gitteret og yderligere indstille de elektroniske tilstande. Naturligt, man kan spørge, hvordan disse fænomener interagerer med hinanden, og hvilken slags eksotiske tilstande der kan opstå for systemerne under pres.

I denne forskning, holdet valgte CsV ₃ Sb ₅ som et eksempel, da den har den højeste superledende overgangstemperatur på ca. 5,0 K blandt systemerne ved omgivelsestryk. De brugte den såkaldte diamantamboltcelle til at generere højt tryk op til 47,9 GPa. De fandt ud af, at overgangstemperaturen først stiger og derefter falder hurtigt under tryk, som ikke kan detekteres i det mellemliggende trykområde på 5–16 GPa.

Uventet, superledelse genopstår over 16 GPa, med overgangstemperatur først stigende lidt og derefter næsten udjævning.

Derfor, et toledet superledende fasediagram blev afsløret for CsV ₃ Sb ₅ under højt tryk. Med hensyn til højtrykssynkrotron røntgendiffraktionsmålinger, de fandt ingen strukturel overgang, men en anomali i forhold til gitterparametrene lige omkring det samme kritiske tryk, hvilket angiver en Fermi overflade rekonstruktion via Lifshitz overgang, der kan være ansvarlig for genopståen af ​​superledning.

Mange eksperimenter tyder på, at supraledning ved omgivende tryk i CsV ₃ Sb ₅ skulle være utraditionel. I denne forstand, dette arbejde viser en to-kuppel superledning i den første V-baserede ukonventionelle superleder.

Ud over tidligere rapporter i enorme ukonventionelle superledere som Cu-baserede, Fe-baserede og tung-fermion systemer, to-kuppel superledning synes at være et fælles træk for disse systemer under eksterne parametre, hvilket kan give et vigtigt fingerpeg om forståelse af mekanismer for den ukonventionelle superledning.