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西湖大学合作最新Nature

iNature  · 公众号  ·  · 2024-05-16 00:14

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iNature


受挫点阵几何、非平凡带拓扑和相关之间的相互作用产生了kagome系统中丰富的物质量子态。 该家族的一系列新成员 A V 3 Sb 5 ( A = K, Rb或Cs)表现出一系列对称破缺转变,涉及3Q手性电荷有序性,电子向列性,质子对密度波和超导性。超导秩序的性质还有待解决。

2024年5月15日,西湖大学 林效、 吴从军及北京理工大学王秩伟共同通讯在 Nature 在线发表题为“ Superconducting diode effect and interference patterns in kagome CsV 3 Sb 5 ”的研究论文, 该研究报告了在本征CsV 3 Sb 5 薄片中具有边界超电流的动态超导畴的指示。

在热历史调制极性的情况下观察到无磁场超导二极管效应,表明在自发时间反转对称破缺背景下存在动态超导有序畴。在外加磁场作用下,临界电流表现出双缝超导干涉模式。图案的特性是通过热循环调制的。 这些现象是由周期调制的超电流沿一定的流态量子化约束的域边界流动的结果。

具有复序参数的手性超导体会自发地破坏时间反转对称性。 某些类型的手性超导体在拓扑上是非平凡的,它们的间隙函数在费米表面上表现出相缠绕。它们可用于探索手性边缘态和马约拉纳零模式,并有望用于容错拓扑量子计算。展示手性对对称的一个著名的例子是超流体He-A相。在电子材料中,TRS断裂的证据已被报道,包括Sr 2 RuO 4 ,UPt 3 和UTe 2 然而,在超导畴边界上明确地证明手性边缘超电流( I e )仍然是一个悬而未决的目标。
A V 3 Sb 5 (A = K, Rb或Cs)表现出丰富的相图,其中几个相互交织的顺序之间具有复杂的相互作用。 这暗示了它可能是一种非常规的超导体,但配对对称性仍然不清楚。累积的证据,包括核四极共振、隧道二极管振荡器、电子辐照和角分辨光电光谱,令人惊讶地表明存在无节点、自旋单线态和几乎各向同性的超导隙。从理论角度来看,提出了具有全间隙复合隙函数的手性超导态。 与此相关的线索是难以捉摸的,只能从μ子自旋光谱中得出,能够探测到破损TRS的信号。 相敏探头是至关重要的,但仍然缺乏。
零场超导二极管(图源自 Nature
该研究用相敏测量方法给出了CsV 3 Sb 5 中具有边界超电流的动态超导畴的特征。 CsV 3 Sb 5 具有由V 3 Sb 5 板和Cs层交替堆叠而成的六角形结构,其中钒离子形成kagome网。为了测量,通过机械剥离高质量单晶的纳米薄片,制备了三个器件(D1, D2和D3)。 该研究结果暗示了一种时间反转对称性破缺的超导秩序,为在这个有趣的拓扑kagome系统中探索奇异物理(例如Majorana零模式)开辟了可能性。

原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07431-y

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