Fuldt parret parring i de nye vanadiumbaserede Kagome-superledere

På grund af sin unikke geometri, Kagome -gitteret udviser i sagens natur topologiske elektroniske strukturer og flade bånd, gør det til en ideel platform for at studere nye nye stater. I de nyligt opdagede Kagome superledere AV ₃ Sb ₅ (A =K, Rb, Cs), V -atomer danner et ideelt Kagome -gitter. Som en sjælden erkendelse af superledning på det ideelle Kagome gitter, og fordi superledelse fremkommer i nærvær af topologiske overfladetilstande og en usædvanlig ladningsorden, dette materiale har tiltrukket enorm interesse fra det fysiske samfund. Udover at belyse karakteren af ​​den usædvanlige ladningsordre og dens samspil med superledning, den superledende parringssymmetri og parringsmekanisme er centrale spørgsmål, der skal løses.

En artikel af prof. Huiqiu Yuan og prof. Yu Song ved Center for Correlated Matter fra Zhejiang University, for nylig udgivet i SCIENCE CHINA Fysik, Mekanik og astronomi som en redaktørs fokus, giver vigtige eksperimentelle resultater for at forstå parringssymmetrien og parringsmekanismen i denne familie af Kagome -superledere. Ved hjælp af en teknik baseret på tunneldiodeoscillatoren til nøjagtigt at måle ændringen i den magnetiske penetrationsdybde ned til lave temperaturer, forskergruppen tilbyder det første eksperimentelle fund af en nikkeløs superledende tilstand i CsV ₃ Sb ₅ , med dens superfluid densitet godt fanget af en to-gap s-bølge model.

Den superledende parringssymmetri er vigtig for at belyse parringsmekanismen, med superledende huller under forskellige parringssymmetrier, der udviser forskellige funktioner. For eksempel, konventionelle superledere udviser typisk s-wave-parring, hvor den superledende ordreparameter er nikkeløs i momentumrum (noder refererer til positioner i momentumrummet, hvor den superledende ordens parameter bliver nul), hvilket fører til lavtemperatur magnetisk indtrængningsdybde og elektronisk specifik varme, der udvikler sig eksponentielt med temperaturen. På den anden side, for p-bølge eller d-bølge superledere, de superledende huller viser henholdsvis punktpunkter eller linjeknuder resulterer i magnetisk indtrængningsdybde og elektronisk specifik varme med effekt-lovafhængige temperaturafhængigheder.

En enhed baseret på tunneldiodeoscillatoren muliggør meget præcise målinger af ændringen i magnetisk indtrængningsdybde ved meget lave temperaturer, gør det til en vigtig metode til at studere strukturen af ​​den superledende ordreparameter, som derefter kan bruges til at opnå information om parringssymmetrien.

I dette arbejde, forskere brugte teknikken baseret på tunneldiodeoscillatoren, og målte den magnetiske penetrationsdybde ned til 0,07 K. Fra forsøgsresultaterne det blev fundet, at den magnetiske penetrationsdybde bliver næsten konstant under 0,2 K, karakteristisk for en eksponentiel adfærd ved lave temperaturer, hvilket indikerer, at det superledende hul ikke indeholder noder. Gennem yderligere analyse, det blev vist, at temperaturafhængigheden af ​​supervæsketætheden kan indfanges af en to-gap s-bølge-model, mens nodalsuperledende parringstilstande (såsom simpel p-bølge og d-bølge) ikke matcher de eksperimentelle data. For yderligere at bekræfte disse resultater, forskergruppen undersøgte flere prøver fra forskellige forskergrupper, foretaget analyse af den specifikke varme, og fandt alle de eksperimentelle resultater konsekvent peger på nikkeløs superledning i CsV ₃ Sb ₅ . Det skal påpeges, at mens den foreliggende undersøgelse afslører to-lags s-bølge superledning i CsV ₃ Sb ₅ , om parameteren for superledende rækkefølge udviser et tegnskifte mellem forskellige Fermi-overflader (s ± eller s ++), afventer afklaring i fremtidige undersøgelser.

Denne undersøgelse om Kagome superleder CsV ₃ Sb ₅ giver et centralt stykke eksperimentelt bevis for at sømme sin superledende parringssymmetri, lægger grundlaget for at forstå dets parringsmekanisme samt hvordan den usædvanlige ladningsordre kan spille ind, og begrænser stærkt teoretiske modeller for disse Kagome -superledere.

Dette arbejde er et samarbejde mellem forskere ved Zhejiang University, University of Science and Technology of China, og University of California, Santa Barbara. Målingerne af magnetisk penetration og specifik høre blev udført i Center for Korreleret Materie ved Zhejiang University. Enkeltkrystaller af høj kvalitet blev leveret af prof. Xianhui Chens gruppe ved University of Science and Technology i Kina og professor Stephen Wilsons gruppe ved University of California, Santa Barbara.