Grâce à sa géométrie unique, le réseau de Kagome présente intrinsèquement des structures électroniques topologiques et des bandes plates, ce qui en fait une plate-forme idéale pour étudier de nouveaux états émergents. Dans les supraconducteurs Kagome récemment découverts AV 3 Sb 5 (A =K, Rb, Cs), Les atomes V forment un réseau de Kagome idéal. En tant que réalisation rare de la supraconductivité sur le réseau idéal de Kagome, et parce que la supraconductivité émerge en présence d'états de surface topologiques et d'un ordre de charge inhabituel, ces matériaux ont suscité un immense intérêt de la part de la communauté des physiciens. En plus d'élucider la nature de l'ordre de charge inhabituel et son interaction avec la supraconductivité, la symétrie d'appariement supraconducteur et le mécanisme d'appariement sont des problèmes clés qui doivent être résolus.

Un article du professeur Huiqiu Yuan et du professeur Yu Song du Center for Correlated Matter de l'Université du Zhejiang, récemment publié dans SCIENCE CHINE Physique, Mécanique &Astronomie en tant que focus de l'éditeur, fournit des résultats expérimentaux clés pour comprendre la symétrie d'appariement et le mécanisme d'appariement dans cette famille de supraconducteurs Kagome. En utilisant une technique basée sur l'oscillateur à diode tunnel pour mesurer avec précision l'évolution de la profondeur de pénétration magnétique jusqu'aux basses températures, l'équipe de recherche propose la première découverte expérimentale d'un état supraconducteur sans nœud en CsV 3 Sb 5 , avec sa densité superfluide bien capturée par un modèle d'onde s à deux écarts.

La symétrie d'appariement supraconducteur est importante pour élucider le mécanisme d'appariement, avec des lacunes supraconductrices sous différentes symétries d'appariement présentant des caractéristiques différentes. Par exemple, les supraconducteurs conventionnels présentent généralement un appariement d'ondes s, le paramètre d'ordre supraconducteur étant sans nœud dans l'espace de quantité de mouvement (les nœuds font référence à des positions dans l'espace de quantité de mouvement où le paramètre d'ordre supraconducteur devient nul), conduisant à la profondeur de pénétration magnétique à basse température et à la chaleur spécifique électronique évoluant de manière exponentielle avec la température. D'autre part, pour les supraconducteurs à ondes p ou d, les entrefers supraconducteurs présentent respectivement des nœuds ponctuels ou des nœuds linéaires, résultant en une profondeur de pénétration magnétique et une chaleur spécifique électronique avec des dépendances de température de loi de puissance.

Un dispositif basé sur l'oscillateur à diode tunnel permet des mesures très précises du changement de profondeur de pénétration magnétique à très basse température, ce qui en fait une méthode importante pour étudier la structure du paramètre d'ordre supraconducteur, qui peut ensuite être utilisé pour obtenir des informations sur la symétrie d'appariement.

Dans ce travail, les chercheurs ont utilisé la technique basée sur l'oscillateur à diode tunnel, et mesuré la profondeur de pénétration magnétique jusqu'à 0,07 K. A partir des résultats expérimentaux, il a été constaté que la profondeur de pénétration magnétique devient presque constante en dessous de 0,2 K, caractéristique d'un comportement exponentiel à basse température, indiquant que l'espace supraconducteur ne contient aucun nœud. Grâce à une analyse plus approfondie, il a été montré que la dépendance à la température de la densité superfluide peut être capturée par un modèle d'onde s à deux écarts, tandis que les états d'appariement supraconducteur nodal (tels que l'onde p et l'onde d simples) ne correspondent pas aux données expérimentales. Pour confirmer davantage ces résultats, l'équipe de recherche a étudié plusieurs échantillons de différents groupes de recherche, effectué l'analyse de la chaleur spécifique, et a trouvé que tous les résultats expérimentaux indiquent systématiquement une supraconductivité sans nœud dans le CsV 3 Sb 5 . Il convient de souligner que bien que la présente étude révèle une supraconductivité à deux ondes s dans le CsV 3 Sb 5 , si le paramètre d'ordre supraconducteur présente un changement de signe entre différentes surfaces de Fermi (s± ou s++), attend des éclaircissements dans des études futures.

Cette étude sur le supraconducteur Kagome CsV 3 Sb 5 fournit une preuve expérimentale clé pour déterminer sa symétrie d'appariement supraconducteur, pose les bases de la compréhension de son mécanisme d'appariement ainsi que de la manière dont l'ordre de charge inhabituel peut entrer en jeu, et contraint fortement les modèles théoriques de ces supraconducteurs Kagome.

Ce travail est une collaboration entre des chercheurs de l'Université du Zhejiang, l'Université des sciences et technologies de Chine, et l'Université de Californie, Santa Barbara. Les mesures de la pénétration magnétique et de l'audition spécifique ont été effectuées au Center for Correlated Matter de l'Université du Zhejiang. Des monocristaux de haute qualité ont été fournis par le groupe du professeur Xianhui Chen à l'Université des sciences et technologies de Chine et le groupe du professeur Stephen Wilson à l'Université de Californie, Santa Barbara.