北理工團隊在籠目晶格超導體CsV?Sb?研究中取得最新進展
發(fā)布日期：2025-03-07 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(shù)：
近日,，北京理工大學物理學院王秩偉教授,、姚裕貴教授團隊與普林斯頓大學M.Z.Hasan團隊合作在新型籠目晶格超導體CsV?Sb?中取得重要進展。通過多種高精度測量技術發(fā)現(xiàn)了CsV?Sb?兩種截然不同的超導狀態(tài),，揭示了其復雜的多能隙特性。這一成果為理解超導材料中電子行為的多樣性提供了關鍵線索,，相關研究成果以“Unconventional gapping behaviour in a kagome superconductor”為題發(fā)表在《Nature Physics》上,。北京理工大學物理學院博士后李永愷（現(xiàn)為北理工長三角研究院副研究員）為論文共同第一作者,，王秩偉教授為共同通信作者。
籠目晶格材料因其獨特的幾何結構和豐富的量子現(xiàn)象而備受關注,。CsV?Sb? 作為一種典型的籠目晶格超導材料最近受到了廣泛的研究,，北理工團隊在之前的研究中也取得了一系列進展，包括發(fā)現(xiàn)手性電荷序,、向列電子相,、多條穿過費米能級的能帶結構、無節(jié)點各向同性超導能隙,、超導態(tài)相關的范霍夫情景,、超導二極管效應、剩余費米弧,、磁性超導態(tài),、時間反演對稱性破缺等等。更多實驗結果顯示該材料更像是一類非常規(guī)超導材料,。在本工作中,，通過電輸運、熱輸運及熱容測量,，研究團隊發(fā)現(xiàn)CsV?Sb? 的超導相圖上顯示兩種明顯不同的超導態(tài),，高溫超導態(tài)（約3.5 K 以上）的超導能隙主要在一個電子帶中形成；低溫超導態(tài)（約1 K 以下）在另一能帶中打開第二個超導能隙,，且與第一個超導能隙幾乎不耦合,。進一步分析表明低溫超導態(tài)的能帶選擇性配對機制與傳統(tǒng)多帶超導理論中能隙協(xié)同打開機制不同，為理解多帶超導提供新的理論支撐,。此外,，低溫區(qū)域的超導上臨界磁場（μ?Hc?）超過9.8 T，明顯高于泡利極限（約6.44 T）,，這種反?，F(xiàn)象可能源于強關聯(lián)電子或非常規(guī)超導機制，這為更深入理解籠目超導材料的超導態(tài)提供新視角,。
圖1. CsV?Sb?中的二維及二重對稱性超導電性
該研究揭示了超導能帶選擇性配對的新機制,，為我們理解超導材料的多樣性和復雜性提供幫助，對于未來超導材料的設計和應用具有重要意義,。本工作的其他合作單位還包括美國國家強磁場實驗室,、瑞士蘇黎世大學、南方科技大學,、橡樹嶺國家實驗室等機構,。本項目得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委、北京市自然科學基金委等相關項目的支持,。
圖2. 兩種不同超導態(tài)的電輸運證據(jù)
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41567-024-02770-z
DOI：10.1038/s41567-024-02770-z
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