从 kagome 金属 AV 3 Sb 5 ( A = K, Rb, Cs) 的 2 × 2 电荷有序相的带色散低能连续模型出发,我们表明向列性可以在这种状态下发展,其驱动力要么是三个不等价的 1 × 4 电荷涨落,先于 1 × 4 电荷有序 (CO),要么是实际的零动量 d 波电荷 Pomeranchuk 不稳定性 (PI)。我们从粒子空穴领域的 Kohn-Luttinger 理论出发进行分析,这使我们能够分别在 1 × 4 CO 开始附近和 d 波电荷 PI 附近建立吸引向列通道的发展标准。我们推导出 d 波 PI 的有效电荷费米子模型,其向列磁化率通过随机相位近似 (RPA) 总和给出。相比之下,对于有限动量 CO,RPA 方案就失效了,需要通过将 Aslamazov-Larkin 贡献纳入向列配对顶点来进行改进。然后,我们推导 1 × 4 CO 和 d 波 PI 的 Ginzburg-Landau 势,并在两种情况下获得向列转变温度 T ∼ T nem 时向列磁化的相应解析表达式。从两个电荷费米子模型开始解释以此方式获得的向列响应函数,并强调在哪些假设下可以恢复 Ginzburg-Landau 结果。最后,我们展示了向列特性的增强,其根源在于序参数与弹性变形的耦合。我们的工作建立了在某些铁基超导体中观察到的向列性与钒基 kagome 金属(其中向列相可能由自旋涨落驱动)之间的联系,在这些超导体中,电荷涨落可能导致向列性。我们提出的两种用于稳定 AV 3 Sb 5 中向列态的微观机制,即零动量 d 波 PI 和有限动量 CO 的涨落,可以通过扩散散射实验来区分,这意味着可以判断这两种理论中的哪一种(如果有的话)最有可能描述该相。这两种机制也可能与最近发现的钛基家族 A Ti 3 Sb 5 有关,在该家族中也观察到了向列性。
图2。CS中的各向同性超导间隙(V 0.86 TA 0.14)3 SB 5。 a。 费米表面映射。 b。 在k F处的温度依赖性EDC在a中标记为黑线的切割。 c-e,分别与a,b和d fs一起进行k f。 f,检查的位置K f。 g,从拟合到k f的EDC的SC间隙幅度。 阴影区域表示错误条。CS中的各向同性超导间隙(V 0.86 TA 0.14)3 SB 5。a。费米表面映射。b。在k F处的温度依赖性EDC在a中标记为黑线的切割。c-e,分别与a,b和d fs一起进行k f。f,检查的位置K f。g,从拟合到k f的EDC的SC间隙幅度。阴影区域表示错误条。
一个kagome晶格自然具有其电子结构中的Dirac Fermions,Flat Band和Van Hove奇异性。Dirac Fermions编码拓扑结构,平面带偏爱相关现象,例如磁性,而Van Hove的奇异性可以导致对远程多个体型的不稳定性,从而完全可以实现和发现一系列拓扑kagome磁铁,并具有带有exotic特性的超导体。探索kagome材料的最新进展揭示了由于几何,拓扑,自旋和相关性之间的量子相互作用而产生的丰富的新兴现象。在这里,我们回顾了该领域的这些关键发展,从Kagome晶格的基本概念开始,再到Chern和Weyl拓扑磁性的实现,再到各种平坦的多体型相关性,然后再到非常规的电荷密度密度波和超导导性的难题。我们强调了理论思想和实验观察之间的联系,以及kagome磁铁和kagome超导体内的量子相互作用之间的键,以及它们与拓扑绝缘子,拓扑超导体,Weyl Semimetals和高磁性超管制的概念之间的关系。这些发展广泛地桥接了拓扑量子物理学,并将多体物理物质相关联,并在各种散装材料中与拓扑量子问题的前沿相关。
kagome晶格是一个丰富的游乐场,用于研究基本物理和揭示物质的新阶段。Not only does this lattice display features such as flat bands, Van Hove singularities, Dirac points, Dirac cones, highly anisotropic Fermi surfaces, and Fermi surface nesting, but it also hosts a plethora of exotic phases, including frus- trated magnetism, quantum spin liquids, chiral spin states, and various topological phases.先前关于kagome晶格材料的研究包括在Ferromagnet Co 3 Sn 2 S 2 [1,2]中观察Weyl Fermions,在非连线性抗fiRomagnet Fe 3 Sn 2 [3 - 5]中的磁性Skymions,在抗FERMAGNETIC FESN [6]和PARMANTEN [6]和PARMANTIC 7的频带和DIRAC点[3-5],频带和DIRAC点。非共线性抗铁磁铁Mn 3 x(x = sn,ge)[9,10],并且在许多这些kagome系统中观察到大型异常霍尔效应[11]。最近,已经发现了新的Kagome晶格材料家族,例如具有较大的化学可调性并显示了一系列磁相[12,13]。另一个家庭NB 3 x 8(x = cl,br,i)具有三角扭曲的呼吸模式kagome晶格,该晶状体具有突出的孤立环,并被认为是可能的莫特绝缘子或阻塞的原子绝缘子[14]。另一个引起显着兴趣的家庭是AV 3 SB 5(A = K,CS,RB)系统(“ 135”化合物)。近年来这个家庭一直是一个热门话题,因为多个竞争阶段的观察到超导性,电荷和配对密度波,列表订购以及单个材料中的大型异常效应[15 - 35]。最近的发现发现,用铬代替钒会导致一种新的化合物CSCR 3 SB 5,该化合物表现出多个相,并在施加压力下变为超导[36,37]。这些复杂的对称破坏序状态为
Shao,S.,Yin,J.,Belopolski,I.,You,J.,Hou,T.,Chen,H.,Jiang,Y. 在Kagome Fege中磁性和电荷顺序的交织在一起。 ACS Nano,17(11),10164‑10171。 https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.3c00229Shao,S.,Yin,J.,Belopolski,I.,You,J.,Hou,T.,Chen,H.,Jiang,Y.在Kagome Fege中磁性和电荷顺序的交织在一起。ACS Nano,17(11),10164‑10171。https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.3c00229
在理论上提出了高度相关的kagome系统中的超导性多年(参考文献1–5),但是实现实现很难实现6,7。最近发现的基于钒的kagome材料8,表现出超导性9-11和电荷密度波订单12-14,是非磁性的8,9,弱相关的15,16。因此,这些材料不太可能主持外来的超导性。在这里,我们报告了基于铬的kagome金属CSCR 3 SB 5的发现,与Fermi级别接近的较强的电子相关性,沮丧的磁性和特征性的平面带相反。在环境压力下,这种kagome金属在55 K处进行同时存在的结构和磁相变,具有条纹样4 A 0结构调制。在高压下,相跃迁演变为两个转变,可能与电荷密度波和抗磁性自旋密度波订购有关。这些密度波的订单逐渐被压力抑制,显着地,超导圆顶出现在3.65–8.0 GPA。超导过渡温度的最大t c max = 6.4 k,当密度波状的订单在4.2 GPA处完全抑制时出现,而正常状态表现出非常规超导性和量子的非常规超导性和量子性的行为,而基于铁的超电导超导量的量子则是17,18。我们的工作提供了一个空前的平台,用于研究相关的kagome系统中的超导性。
kagome晶格是调查电子相关性,拓扑和沮丧磁性相互作用的凝结物理学的重要基本结构。在AV 3 SB 5(A = K,RB,CS)家族中对Kagome金属的最新工作显示出了许多相关驱动的扭曲,包括在低温下对称性断裂电荷密度波和列明超导性。在这里,我们研究了新的Kagome Metal YB 0.5 CO 3 GE 3,并在电阻率中找到了与AV 3 SB 5行为高度相似的温度依赖性扭结,并且与Co Kagome Lattice的平面结构失真相称,以及C-轴的两倍。在过渡温度以下,空间群从P 6 / mmm到P 6 3 / m较低,打破了平面镜面和C 6旋转,同时沿着C方向获得螺钉轴。在非常低的温度下,观察到各向异性负磁磁性,这可能与各向异性磁性有关。这引发了有关Kagome网中扭曲的类型及其所致的物理特性(包括超导性和磁性)的问题。
时间倒转对称性的kagome超导性作者:汉宾·邓(Hanbin Deng)1 *,朱wei liu 1 *,Z。Guguchia2 *,Tianyu Yang 1 *,Jinjin liu 3,4 * Frédéric Bourdarot 9 , Xiao-Yu Yan 1 , Hailang Qin 7 , C. Mielke III 2 , R. Khasanov 2 , H. Luetkens 2 , Xianxin Wu 10 , Guoqing Chang 6 , Jianpeng Liu 11 , Morten Holm Christensen 12 , Andreas Kreisel 12 , Brian Møller Andersen 12 , Wen Huang 13 , Yue Zhao 1 ,Philippe Bourges 8,Yugui Yao 3,4,Pengcheng Dai 5,Jia-Xin Yin 1,7†隶属关系:1 Southern科学技术大学物理系,中国广东,深圳。2个宇宙旋转光谱实验室,保罗·施雷尔学院(CH-5232),瑞士维利根PSI。3量子物理中心,高级光电量子体系结构和测量(MOE)的主要实验室(MOE),北京理工学院,中国北京理工学院物理学院。4北京纳米植物和超细光电系统的北京关键实验室,中国北京理工学院。5美国休斯敦莱斯大学物理与天文学系77005,美国。6物理学和应用物理学,新加坡Nanyang Technological University的物理和数学科学学院,新加坡637371。7广东港量子科学中心大湾大湾地区(广东),中国深圳。8帕里斯 - 萨克莱大学,CNRS-CEA,LaboratoireLéonBrillouin,91191,法国Gif Sur Yvette,法国。9UniversitéGrenoble Alpes,CEA,INAC,MEM MDN,F-38000 Grenoble,法国。*这些作者为这项工作做出了同样的贡献。10理论物理学的CAS关键实验室,理论物理研究所,中国科学院,中国北京。11上海大学物理科学技术学院,上海2011年,中国。12尼尔斯·博尔研究所,哥本哈根大学,丹麦哥本哈根DK-2200。13深圳量子科学与工程研究所,南方科学技术大学,深圳518055,中国广东。 †相应的作者。 电子邮件:zhiweiwang@bit.edu.cn; yinjx@sustech.edu.cn超导性和磁性是拮抗量子物质,而在沮丧的局限性系统中,它们长期以来一直在考虑它们的交织。 在这项工作中,我们利用扫描隧道显微镜和MUON旋转共振来发现Kagome Metal CS(V,TA)3 SB 5中的时间反转对称性超导性,在其中Cooper配对表现出磁性磁性,并由其调节。 在磁道通道中,我们观察到完全差距超导状态下的自发内部磁性。 在反磁场的扰动下,我们检测到Bogoliubov Quasi粒子在圆形载体上的时间反转不对称干扰。 在该矢量中,配对差距自发调节,这与在点矢量处发生的成对密度波不同,并且与时间反向对称性破坏的理论提议一致。 内部磁性,Bogoliubov准颗粒和配对调制之间的相关性为时间反向对称性的Kagome超导性提供了一系列实验线索。13深圳量子科学与工程研究所,南方科学技术大学,深圳518055,中国广东。†相应的作者。电子邮件:zhiweiwang@bit.edu.cn; yinjx@sustech.edu.cn超导性和磁性是拮抗量子物质,而在沮丧的局限性系统中,它们长期以来一直在考虑它们的交织。 在这项工作中,我们利用扫描隧道显微镜和MUON旋转共振来发现Kagome Metal CS(V,TA)3 SB 5中的时间反转对称性超导性,在其中Cooper配对表现出磁性磁性,并由其调节。 在磁道通道中,我们观察到完全差距超导状态下的自发内部磁性。 在反磁场的扰动下,我们检测到Bogoliubov Quasi粒子在圆形载体上的时间反转不对称干扰。 在该矢量中,配对差距自发调节,这与在点矢量处发生的成对密度波不同,并且与时间反向对称性破坏的理论提议一致。 内部磁性,Bogoliubov准颗粒和配对调制之间的相关性为时间反向对称性的Kagome超导性提供了一系列实验线索。电子邮件:zhiweiwang@bit.edu.cn; yinjx@sustech.edu.cn超导性和磁性是拮抗量子物质,而在沮丧的局限性系统中,它们长期以来一直在考虑它们的交织。在这项工作中,我们利用扫描隧道显微镜和MUON旋转共振来发现Kagome Metal CS(V,TA)3 SB 5中的时间反转对称性超导性,在其中Cooper配对表现出磁性磁性,并由其调节。在磁道通道中,我们观察到完全差距超导状态下的自发内部磁性。在反磁场的扰动下,我们检测到Bogoliubov Quasi粒子在圆形载体上的时间反转不对称干扰。在该矢量中,配对差距自发调节,这与在点矢量处发生的成对密度波不同,并且与时间反向对称性破坏的理论提议一致。内部磁性,Bogoliubov准颗粒和配对调制之间的相关性为时间反向对称性的Kagome超导性提供了一系列实验线索。
kagome磁铁为多种拓扑量子现象提供了一个引人入胜的平台,其中沮丧的晶体结构,磁化和旋转轨道耦合(SOC)之间的微妙相互作用可以产生高度可调的拓扑状态。在这里,利用角度分辨光发射光谱法,我们直接在A-A堆叠的Kagome磁铁GDMN 6 SN 6中直接可视化具有强大平面分散体的Weyl线。值得注意的是,Weyl线分别表现出强大的磁化方向可调节性SOC间隙和结合能可调节性,分别用TB和LI代替GD。我们的结果不仅说明了磁化方向和价算作有效的调整旋钮,以实现和控制不同的三维拓扑阶段,而且还证明了AMN 6 SN 6(a =稀土或Li,Li,Mg,CA)是用于探索多样化出现的出现拓扑量化响应的多功能材料家族。