查看原文
其他

研究快讯 | Kagome化合物CsV3Sb5单晶超导态的各向异性

倪顺利 等 ChinesePhysicsLetters 2022-05-18

原文已发表在CPL Express Letters栏目

Received 2 April 2021; 

online 21 April 2021


EXPRESS LETTER

Anisotropic Superconducting Properties of Kagome Metal CsV3Sb5

Shunli Ni(倪顺利), Sheng Ma(马晟), Yuhang Zhang(张宇航), Jie Yuan(袁洁), Haitao Yang(杨海涛), Zouyouwei Lu(鲁邹有为), Ningning Wang(王宁宁), Jianping Sun(孙建平), Zhen Zhao(赵振), Dong Li(李栋), Shaobo Liu(刘少博), Hua Zhang(张华), Hui Chen(陈辉), Kui Jin(金魁), Jinguang Cheng(程金光), Li Yu(俞理), Fang Zhou(周放), Xiaoli Dong(董晓莉), Jiangping Hu(胡江平), Hong-Jun Gao(高鸿钧), and Zhongxian Zhao(赵忠贤)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (5): 057403

文章亮点

发现新型Kagome金属CsV3Sb5超导混合态的面内载流子散射存在强烈的二重各向异性。揭示其超导相变起始于Tc~3.5 K,而不是之前报道的Tc~2.5-2.8 K。一旦降温至T≲2.8 K,超导抗磁信号和下临界磁场(Hc1)由缓增变为陡升。同时,混合态面内载流子最强散射方向偏转60°,与Kagome晶格的C6旋转对称性一致。上临界磁场(Hc2)的实验和拟合结果显示至少双带超导特征。


Kagome化合物CsV3Sb5单晶超导态的各向异性


研究背景

准二维过渡金属Kagome体系是研究几何阻挫和非平庸拓扑能带环境下电子特征的重要平台。因此,新型Kagome超导体系AV3Sb5 (A = K, Rb, Cs)得到了人们的极大关注。一些实验结果显示其存在非传统超导配对机制。AV3Sb5中同时存在类电荷密度波型电荷序、反常霍尔效应等多种丰富的有序态和奇异物理现象。研究超导电性在这种复杂的电子环境中的行为特征及其与共存有序态的关联,将有助于理解非常规超导起源。


内容简介

最近,中国科学院物理研究所SC4组的董晓莉研究员、俞理副研究员和博士后倪顺利、博士生马晟和张宇航;SC2组的袁洁主任工程师;N04组的杨海涛副研究员等开展了相关研究。合作者还有赵忠贤院士、高鸿钧院士及胡江平研究员。他们基于精细磁性及电输运性质测量,系统观测分析了Tc~3.5 K的CsV3Sb5高质量单晶超导态的行为特征。实验发现:(1)下临界磁场和超导抗磁信号在Tc附近时缓慢增加,温度降至低于2.8 K时出现陡升。并且,ab面的下临界磁场高于c方向的下临界磁场(图(d)),这可能与有效质量各向异性重整化有关。(2)在0.5 T磁场下的混合态面内转角磁阻呈现出二重对称性。更为有趣的是,随着温度改变,在2.8 K附近,最大磁阻方向旋转了60°(图(b)),这些奇异现象与该Kagome体系复杂的电子和晶格环境密不可分。(3)该体系存在较大的上临界磁场的各向异性,该各向异性率(Hc2𝑎𝑏/Hc2𝑐)在趋近零温时约为9(图(c))。对上临界场数据温度依赖关系的拟合至少需要两能带有效模型,这与多带超导电性吻合。


研究意义和重要性

本文结果为理解CsV3Sb5Kagome晶格中共存的多带超导电性和多种有序态的本质及行为特征提供了新信息。


A two-fold anisotropy of in-plane angular-dependent magnetoresistance is identified for the first time in the mixed state of high-quality single crystals of CsV3Sb5 with Tc ~3.5 K. The lower critical field Hc1(T) and SC diamagnetic signal are found to change little initially below Tc ~ 3.5 K, and then increase abruptly upon cooling to a characteristic temperature ~2.8 K. Meanwhile, below the same characteristic T ~ 2.8 K, the orientation of the two-fold anisotropy displays a peculiar twist by an angle of 60° characteristic of the Kagome geometry. The results of upper critical field indicate at least a two-band superconductivity in CsV3Sb5. These findings shed new light on the emergence of superconductivity in the presence of the intertwined orders harbored in this new Kagome metal system.


原文链接

HTML

PDF


研究快讯集锦

CsV3Sb5中高度稳定的超导再进入现象

水热Fe1-δSe单晶薄片:反常的正常态和超导态特性

双层石墨烯局域应变的近场红外探测

稀土氧卤化物——具有范德瓦尔斯层状结构的Kitaev自旋液体候选材料家族

在非魔角石墨烯中发现陈绝缘体

磁性扭转双层体系中赝自旋织构诱导的奇异介电行为

最大独立集的量子近似算法

宇宙线电子能谱和Klein-Nishina效应

分子量子比特的自旋相干时间突破到毫秒量级

纳米金属玻璃颗粒的动力学转变现象

线性非厄米系统中受对称性保护的散射

PandaX-II对太阳轴子和中微子反常磁矩的搜寻

水二聚体中氢键作用的反协同效应

应变调控单层WSe2中的贝里曲率偶极矩、轨道磁化与非线性霍尔效应

量子传感可突破经典探测盲区

BaCuS2: 一种具有中等关联强度的超导体

单层有机-无机杂化卤化铅钙钛矿中的激子涡旋

反应率加权的多层核反应网络

X0(2900)和X1(2900):强子分子态或者紧束缚四夸克态?

基于标准四电极法研究笼型富氢化物LaH10的高温超导电性

原子厚度磁性双层中的巨大自旋转移矩

双层CrI3铁磁耦合效应的增强

爱因斯坦热随机行走模型的重生:一个可以计算液体与非晶固体热导率的统一公式

双轨道量子反常霍尔模型

点此浏览所有Express Letters

CPL Express Letters栏目简介

为了保证重要研究成果的首发权和显示度,CPL于2012年6月开设了Express Letters栏目。此栏目发表速度快,学术质量高。截至2019年底,平均每篇被引用约20次,已经在国内物理学界建立起良好口碑与声望,来稿数量不断增加。

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存