La estructura cristalina de CsV 3 Sb 5 , con átomos de V formando una red de Kagome. Crédito:Science China Press
Debido a su geometría única, la celosía de Kagome exhibe intrínsecamente estructuras electrónicas topológicas y bandas planas, por lo que es una plataforma ideal para estudiar nuevos estados emergentes. En los superconductores AV de Kagome recientemente descubiertos 3 Sb 5 (A =K, Rb, Cs), Los átomos de V forman una red de Kagome ideal. Como una rara realización de superconductividad en el entramado ideal de Kagome, y debido a que la superconductividad surge en presencia de estados de superficie topológicos y un orden de carga inusual, este material ha atraído un inmenso interés por parte de la comunidad física. Además de dilucidar la naturaleza del orden de carga inusual y su interacción con la superconductividad, La simetría de emparejamiento superconductora y el mecanismo de emparejamiento son cuestiones clave que deben abordarse.
Un artículo del Prof. Huiqiu Yuan y el Prof. Yu Song en el Centro de Asuntos Correlacionados de la Universidad de Zhejiang, publicado recientemente en CIENCIA CHINA Física, Mecánica y Astronomía como foco de un editor, proporciona resultados experimentales clave para comprender la simetría de emparejamiento y el mecanismo de emparejamiento en esta familia de superconductores de Kagome. Usando una técnica basada en el oscilador de diodo tunelizador para medir con precisión el cambio en la profundidad de penetración magnética hasta bajas temperaturas, el equipo de investigación ofrece el primer hallazgo experimental de un estado superconductor sin nodo en CsV 3 Sb 5 , con su densidad de superfluidos bien capturada por un modelo de onda S de dos espacios.
La simetría de emparejamiento superconductora es importante para dilucidar el mecanismo de emparejamiento, con espacios superconductores bajo diferentes simetrías de emparejamiento que exhiben características diferentes. Por ejemplo, Los superconductores convencionales suelen exhibir emparejamiento de ondas S, con el parámetro de orden superconductor sin nodos en el espacio de momento (los nodos se refieren a posiciones en el espacio de momento donde el parámetro de orden superconductor se vuelve cero), lo que lleva a la profundidad de penetración magnética a baja temperatura y al calor específico electrónico que evoluciona exponencialmente con la temperatura. Por otra parte, para superconductores de onda p o onda d, los huecos superconductores muestran respectivamente nodos puntuales o nodos lineales, resultando en una profundidad de penetración magnética y un calor electrónico específico con dependencias de temperatura según la ley de potencia.
Dependencia de la temperatura de la profundidad de penetración magnética en CsV 3 Sb 5 . La dependencia de la temperatura para los superconductores nodales no describe los datos, mientras que el de la superconductividad sin nodo concuerda bien con los datos. Crédito:Science China Press
Un dispositivo basado en el oscilador de diodo tunelizado permite mediciones muy precisas del cambio de profundidad de penetración magnética a temperaturas muy bajas. lo que lo convierte en un método importante para estudiar la estructura del parámetro de orden superconductor, que luego se puede utilizar para obtener información sobre la simetría de emparejamiento.
En este trabajo, Los investigadores utilizaron la técnica basada en el oscilador de diodo tunelizado, y midió la profundidad de penetración magnética hasta 0.07 K. De los resultados experimentales, Se encontró que la profundidad de penetración magnética se vuelve casi constante por debajo de 0.2 K, característica de un comportamiento exponencial a bajas temperaturas, lo que indica que el espacio superconductor no contiene nodos. A través de un análisis más detallado, Se demostró que la dependencia de la temperatura de la densidad de superfluidos se puede capturar mediante un modelo de onda S de dos espacios, mientras que los estados de emparejamiento de superconductores nodales (como la onda p simple y la onda d) no coinciden con los datos experimentales. Para confirmar aún más estos resultados, el equipo de investigación estudió múltiples muestras de diferentes grupos de investigación, realizado análisis del calor específico, y encontró que todos los resultados experimentales apuntan consistentemente a una superconductividad sin nodo en CsV 3 Sb 5 . Cabe señalar que, si bien el presente estudio revela una superconductividad de ondas S de dos brechas en CsV 3 Sb 5 , si el parámetro de orden superconductor exhibe un cambio de signo entre diferentes superficies de Fermi (s ± o s ++), aguarda aclaración en estudios futuros.
Este estudio sobre el superconductor CsV de Kagome 3 Sb 5 proporciona una pieza clave de evidencia experimental para precisar su simetría de emparejamiento superconductor, sienta las bases para comprender su mecanismo de emparejamiento, así como cómo puede entrar en juego el orden de carga inusual, y restringe fuertemente los modelos teóricos para estos superconductores de Kagome.
Densidad de superfluidos normalizada de CsV 3 Sb 5 , en función de la temperatura reducida T / T C . El modelo de onda S de dos espacios concuerda bien con los datos experimentales. Crédito:Science China Press
Este trabajo es una colaboración entre investigadores de la Universidad de Zhejiang, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, y la Universidad de California, Santa Bárbara. Las mediciones de penetración magnética y oído específico se llevaron a cabo en el Centro de Materia Correlacionada de la Universidad de Zhejiang. Los monocristales de alta calidad fueron proporcionados por el grupo del profesor Xianhui Chen en la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y el grupo del profesor Stephen Wilson en la Universidad de California. Santa Bárbara.
