Door zijn unieke geometrie, het Kagome-rooster vertoont intrinsiek topologische elektronische structuren en platte banden, waardoor het een ideaal platform is voor het bestuderen van nieuwe opkomende staten. In de recent ontdekte Kagome supergeleiders AV ₃ sb ₅ (A =K, Rb, C's), V-atomen vormen een ideaal Kagome-rooster. Als een zeldzame realisatie van supergeleiding op het ideale Kagome-rooster, en omdat supergeleiding ontstaat in de aanwezigheid van topologische oppervlaktetoestanden en een ongebruikelijke ladingsvolgorde, dit materiaal heeft enorme belangstelling getrokken van de natuurkundige gemeenschap. Naast het ophelderen van de aard van de ongebruikelijke ladingsvolgorde en de wisselwerking met supergeleiding, de supergeleidende koppelingssymmetrie en het koppelingsmechanisme zijn belangrijke kwesties die moeten worden aangepakt.

Een artikel van Prof. Huiqiu Yuan en Prof. Yu Song van het Center for Correlated Matter van de Zhejiang University, onlangs gepubliceerd in WETENSCHAP CHINA Natuurkunde, Mechanica en astronomie als Editor's Focus, biedt belangrijke experimentele resultaten voor het begrijpen van de koppelingssymmetrie en het koppelingsmechanisme in deze familie van Kagome-supergeleiders. Met behulp van een techniek gebaseerd op de tunneling diode-oscillator om de verandering in de magnetische penetratiediepte tot bij lage temperaturen nauwkeurig te meten, het onderzoeksteam biedt de eerste experimentele bevinding van een knooploze supergeleidende toestand in CsV ₃ sb ₅ , met zijn supervloeibare dichtheid goed vastgelegd door een s-golfmodel met twee openingen.

De supergeleidende koppelingssymmetrie is belangrijk voor het ophelderen van het koppelingsmechanisme, met supergeleidende gaten onder verschillende paringssymmetrieën die verschillende kenmerken vertonen. Bijvoorbeeld, conventionele supergeleiders vertonen typisch s-wave pairing, waarbij de supergeleidende orderparameter knooploos is in de momentumruimte (knooppunten verwijzen naar posities in de momentumruimte waar de supergeleidende orderparameter nul wordt), wat leidt tot de magnetische penetratiediepte bij lage temperatuur en de elektronische soortelijke warmte die exponentieel met de temperatuur evolueert. Anderzijds, voor p-golf of d-golf supergeleiders, de supergeleidende openingen geven respectievelijk puntknooppunten of lijnknooppunten weer, resulterend in magnetische penetratiediepte en elektronische soortelijke warmte met power-law temperatuurafhankelijkheden.

Een apparaat gebaseerd op de tunneling diode-oscillator zorgt voor zeer nauwkeurige metingen van de magnetische penetratiediepteverandering bij zeer lage temperaturen, waardoor het een belangrijke methode is voor het bestuderen van de structuur van de supergeleidende orderparameter, die vervolgens kan worden gebruikt om informatie over de paringssymmetrie te verkrijgen.

In dit werk, onderzoekers gebruikten de techniek op basis van de tunneling diode-oscillator, en mat de magnetische penetratiediepte tot 0,07 K. Uit de experimentele resultaten, er werd gevonden dat de magnetische penetratiediepte bijna constant wordt onder 0,2 K, kenmerk van een exponentieel gedrag bij lage temperaturen, wat aangeeft dat de supergeleidende opening geen knooppunten bevat. Door verdere analyse, er werd aangetoond dat temperatuurafhankelijkheid van de superfluïde dichtheid kan worden vastgelegd door een s-golfmodel met twee openingen, terwijl nodale supergeleidende koppelingstoestanden (zoals eenvoudige p-golf en d-golf) niet overeenkomen met de experimentele gegevens. Om deze resultaten verder te bevestigen, het onderzoeksteam bestudeerde meerdere monsters van verschillende onderzoeksgroepen, analyse van de soortelijke warmte uitgevoerd, en ontdekte dat alle experimentele resultaten consistent wijzen op knooploze supergeleiding in CsV ₃ sb ₅ . Opgemerkt moet worden dat hoewel de huidige studie twee-gap s-golf supergeleiding in CsV . onthult ₃ sb ₅ , of de supergeleidende orderparameter een tekenverandering vertoont tussen verschillende Fermi-oppervlakken (s± of s++), wacht op verduidelijking in toekomstige studies.

Deze studie over de Kagome supergeleider CsV ₃ sb ₅ levert een belangrijk experimenteel bewijs voor het vastspijkeren van de supergeleidende paarsymmetrie, legt de basis voor het begrijpen van het koppelingsmechanisme en hoe de ongebruikelijke laadvolgorde in het spel kan komen, en beperkt de theoretische modellen voor deze Kagome-supergeleiders sterk.

Dit werk is een samenwerking tussen onderzoekers van de Zhejiang University, de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China, en de Universiteit van Californië, Santa Barbara. De metingen van magnetische penetratie en specifiek horen werden uitgevoerd in het Center for Correlated Matter aan de Zhejiang University. Hoogwaardige enkele kristallen werden geleverd door de groep van Prof. Xianhui Chen aan de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China en de groep van Prof. Stephen Wilson aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara.