院士领衔，物理所再发Nature子刊！
文摘
2024-11-11 19:00
四川
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狄拉克点、鞍点范·霍夫奇异性（VHSs）和平带等，在凝聚态物理学中引起了广泛关注。卡哥梅晶格结构的金属材料，特别是AV₃Sb₅（A = K、Rb、Cs）系列，在超导性、电子各向异性、以及电荷密度波（CDW）等方面展现出丰富的物理现象。与传统的超导材料相比，卡哥梅金属具有独特的拓扑性质，如Z₂拓扑带结构和多重电子相互作用，成为了研究新型量子材料和电子液晶相的热点。然而，这些材料也面临着如何调控电子相互作用和克服CDW态限制等问题，给新型电子态的探索带来了挑战。近日，来自中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧院士研究团队、苏刚教授、陈辉副研究员和Xiaoli Dong研究员等与美国波士顿学院汪自强教授携手在卡哥梅金属的研究中取得了新进展。该团队设计并制备了一种新型钛基卡哥梅金属CsTi₃Bi₅，具有与AV₃Sb₅类似的晶体结构，但不同的是，它保持了平移对称性，并未出现CDW转变。研究人员通过高质量CsTi₃Bi₅单晶的电输运和磁化率测量，发现该材料在4.8 K下展现出超导性。这一发现为超导材料的研究开辟了新的方向，尤其是在探索无CDW的内禀电子液晶相方面。利用扫描隧道显微镜/谱学（STM/STS）和约瑟夫森扫描隧道谱（Josephson STS）技术，团队进一步揭示了CsTi₃Bi₅表面存在两个不同的超导能隙，且超导能隙打破了六重晶体旋转对称性，降为两重对称性。此外，在正常态下，准粒子干涉（QPI）图案展现出旋转对称性破缺的C₂模式，表明该材料存在与超导态相同方向的电子各向异性有序相。该研究不仅为卡哥梅超导体的电子液晶相提供了新的实验依据，还为探索拓扑超导性与电子各向异性之间的相互作用提供了重要线索。这一工作在推动新型量子材料的发展和应用方面具有重要意义。
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