配对密度波是由质心动量非零的库珀对相干凝聚而产生的奇特超导态。它自发地破缺空间平移对称性,因此,其超导序参量在实空间会出现周期性调制。与FFLO态不同,配对密度波的形成不需要外加磁场,一般由电子相互作用所驱动。这种量子态具有奇异的物理性质,且其部分融化可以导致各种电子残余序,例如电荷密度波态和四电子超导配对态等。实验上最初在铜基高温超导体中发现了配对密度波存在的迹象[1],最近又相继在笼目超导体[2]、铁基超导体[3,4]和重费米子超导体[5,6]中观测到了配对密度波态的证据,从而引发了广泛关注。其中比较特别的是笼目超导体
最近,中国科学院理论物理研究所吴贤新副研究员和周森研究员与南方科技大学殷嘉鑫教授实验团队合作紧密合作,通过研究笼目超导体极低温实空间超导能隙振荡,发现了手性配对密度波态的残余费米弧。实验团队利用扫描隧道显微镜测量
研究成果于2024年8月21日在《自然》杂志在线发表。该工作的实验测量由南科大殷嘉鑫课题组完成,中国科学院物理研究所石友国课题组和北京理工大学王秩伟课题组为该项目提供了高质量的单晶。该工作的理论部分主要由理论物理所吴贤新副研究员、周森研究员和博士生傅瑞庆共同完成,其中傅瑞庆同学做了详尽的数值计算。南科大邓翰宾博士,粤港澳量子中心秦海浪,南科大刘国威、杨天宇和理论物理所博士生傅瑞庆为共同第一作者。吴贤新副研究员、石友国研究员、王秩伟教授和殷嘉鑫副教授为共同通信作者。该项工作的其他合作者还包括香港科技大学张中义博士以及德国、瑞士科学家团队。本工作得到了国家重点研发计划青年项目、国家自然科学基金、中国科学院相关项目的支持。
图1. 笼目超导体中周期为2a的超导能隙振荡和约瑟夫森零能峰振荡
图2.
图3. 剩余波戈留波夫费米弧的实验证据和物理过程理论分析
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https://www.nature.com/articles/s41586-024-07798-y
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中国科学院理论物理研究所
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