A estrutura cristalina do CsV 3 Sb 5 , com átomos de V formando uma rede Kagome. Crédito:Science China Press
Devido à sua geometria única, a rede Kagome exibe intrinsecamente estruturas eletrônicas topológicas e bandas planas, tornando-o uma plataforma ideal para estudar novos estados emergentes. No recentemente descoberto supercondutores Kagome AV 3 Sb 5 (A =K, Rb, Cs), Os átomos de V formam uma rede de Kagome ideal. Como uma realização rara de supercondutividade na rede Kagome ideal, e porque a supercondutividade emerge na presença de estados de superfície topológicos e uma ordem de carga incomum, este material atraiu imenso interesse da comunidade da física. Além de elucidar a natureza da ordem incomum de carga e sua interação com a supercondutividade, a simetria de emparelhamento supercondutor e o mecanismo de emparelhamento são questões-chave que precisam ser abordadas.
Um artigo do Prof. Huiqiu Yuan e do Prof. Yu Song no Centro de Assuntos Correlacionados da Universidade de Zhejiang, publicado recentemente em CIÊNCIA CHINA Física, Mecânica e Astronomia como o foco do editor, fornece resultados experimentais essenciais para a compreensão da simetria de emparelhamento e do mecanismo de emparelhamento nesta família de supercondutores Kagome. Usando uma técnica baseada no oscilador de diodo de tunelamento para medir com precisão a mudança na profundidade de penetração magnética até baixas temperaturas, a equipe de pesquisa oferece a primeira descoberta experimental de um estado supercondutor sem nós em CsV 3 Sb 5 , com sua densidade de superfluido bem capturada por um modelo de onda S de duas lacunas.
A simetria de emparelhamento supercondutor é importante para elucidar o mecanismo de emparelhamento, com lacunas supercondutoras sob diferentes simetrias de emparelhamento exibindo características diferentes. Por exemplo, supercondutores convencionais geralmente exibem emparelhamento de onda s, com o parâmetro de ordem supercondutora sendo sem nós no espaço de momento (nós referem-se a posições no espaço de momento onde o parâmetro de ordem supercondutora torna-se zero), levando à profundidade de penetração magnética de baixa temperatura e ao calor específico eletrônico que evolui exponencialmente com a temperatura. Por outro lado, para supercondutores de onda p ou onda d, as lacunas supercondutoras exibem, respectivamente, nós de ponto ou nós de linha, resultando em profundidade de penetração magnética e calor específico eletrônico com dependências de temperatura da lei de potência.
Dependência da temperatura da profundidade de penetração magnética em CsV 3 Sb 5 . A dependência da temperatura para supercondutores nodais falha em descrever os dados, enquanto que para supercondutividade sem nós concorda bem com os dados. Crédito:Science China Press
Um dispositivo baseado no oscilador de diodo de tunelamento permite medições altamente precisas da mudança de profundidade de penetração magnética em temperaturas muito baixas, tornando-se um método importante para estudar a estrutura do parâmetro de ordem supercondutor, que pode então ser utilizado para obter informações sobre a simetria de emparelhamento.
Nesse trabalho, pesquisadores usaram a técnica baseada no oscilador de diodo de tunelamento, e mediu a profundidade de penetração magnética até 0,07 K. A partir dos resultados experimentais, verificou-se que a profundidade de penetração magnética se torna quase constante abaixo de 0,2 K, característica de um comportamento exponencial em baixas temperaturas, indicando que a lacuna supercondutora não contém nós. Por meio de análises posteriores, foi mostrado que a dependência da densidade do superfluido com a temperatura pode ser capturada por um modelo de onda S de duas lacunas, enquanto os estados de emparelhamento supercondutor nodal (como onda p e onda d simples) falham em coincidir com os dados experimentais. Para confirmar ainda mais esses resultados, a equipe de pesquisa estudou várias amostras de diferentes grupos de pesquisa, realizou análise do calor específico, e descobriu que todos os resultados experimentais apontam consistentemente para supercondutividade sem nós em CsV 3 Sb 5 . Deve ser apontado que, embora o presente estudo revele supercondutividade de onda S de duas lacunas em CsV 3 Sb 5 , se o parâmetro de ordem supercondutor exibe uma mudança de sinal entre diferentes superfícies de Fermi (s ± ou s ++), aguarda esclarecimentos em estudos futuros.
Este estudo sobre o supercondutor CsV Kagome 3 Sb 5 fornece uma peça-chave de evidência experimental para definir sua simetria de emparelhamento supercondutor, estabelece as bases para a compreensão de seu mecanismo de emparelhamento, bem como a forma como a ordem de carga incomum pode entrar em jogo, e restringe fortemente os modelos teóricos para esses supercondutores Kagome.
Densidade de superfluido normalizada de CsV 3 Sb 5 , em função da temperatura T / T reduzida c . O modelo de onda s de duas lacunas concorda bem com os dados experimentais. Crédito:Science China Press
Este trabalho é uma colaboração entre pesquisadores da Universidade de Zhejiang, a Universidade de Ciência e Tecnologia da China, e a Universidade da Califórnia, Santa Barbara. As medições de penetração magnética e audição específica foram realizadas no Centro de Matéria Correlacionada da Universidade de Zhejiang. Cristais únicos de alta qualidade foram fornecidos pelo grupo do Prof. Xianhui Chen na Universidade de Ciência e Tecnologia da China e pelo grupo do Prof. Stephen Wilson na Universidade da Califórnia, Santa Barbara.
