近期，中科院合肥研究院强磁场中心高压研究团队与安徽大学等单位合作，利用高压研究手段发现了准二维拓扑笼目(kagome)金属CsV3Sb5中的双dome型非常规超导电性。相关研究结果以“Pressure-induced Reemergence of Superconductivity in Topological Kagome Metal CsV3Sb5”为题，发表在期刊Physical Review B上，并被选为亮点工作 (Editors’ Suggestion)。
非常规超导体因其有别于常规BCS理论的超导配对方式，一直是凝聚态物理领域研究的热门课题。研究表明，通过压力、掺杂或磁场等调控手段，非常规超导体表现出十分丰富的相图。因此，在新颖量子材料中，实现对超导电性的有效调控将极大地促进非常规超导物理的发展。
团队选取了准二维拓扑笼目金属CsV3Sb5为研究对象，其中钒原子组成笼目晶格（如图1中插图）。该体系天然地融合了超导、电荷密度波与非平庸拓扑电子能带结构等特性，为实现新奇物态的量子调控提供了良好的载体。研究团队利用金刚石对顶砧装置产生高压环境，通过电输运以及同步辐射X射线衍射实验手段发现CsV3Sb5在7.5-16.5 GPa出现了超导的消失和复现，形成一对分离的超导dome（如图1）。同时在约8 GPa下，晶格常数c/a比值也出现异常。基于实验结果，研究者提出超导的复现可能起源于Lifshitz转变诱导的费米面重构。该工作提供了拓扑笼目金属CsV3Sb5中非常规超导电性的清晰的实验证据，有助于揭示其物理机制。
强磁场中心硕士生张朱一和博士生陈正为本文的共同第一作者，周建辉研究员、陈绪亮副研究员和杨昭荣研究员为文章的共同通讯作者。朱相徳研究员在高质量单晶生长方面提供了支持。
该项研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、中国科学院青年创新促进会和强磁场安徽省实验室相关基金等项目的资助。
文章链接: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.103.224513
图1：CsV3Sb5温度-压力相图，中间插图为CsV3Sb5笼目晶格结构示意图
