Modulaciones de superconductividad de kagome quiral con arcos de Fermi residuales

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Investigación de la superconductividad
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La superconductividad con emparejamiento de momento finito puede inducir fenómenos complejos como las modulaciones de brecha espacial y los estados de Fermi de Bogoliubov.
• La verificación experimental de la interacción entre estos fenómenos sigue siendo un desafío importante.
• Los metales Kagome como KV3Sb5 y CsV3Sb5 son plataformas para explorar nuevos estados superconductores.

Objetivo del estudio:

• Detectar y caracterizar experimentalmente las modulaciones de superconductividad quiral y los arcos de Fermi residuales en KV3Sb5 y CsV3Sb5.
• Para aclarar la relación entre las modulaciones de brecha espacial, las modulaciones de densidad de pares y los estados de Bogoliubov Fermi.
• Investigar la naturaleza del estado superconductor observado, incluida su simetría y carácter orbital.

Principales métodos:

• Se utilizó microscopía de túnel de barrido normal y de Josephson a temperaturas ultrabajas (30 mK) con resolución de energía de microelectronvoltios.
• Empleó imágenes de interferencia de cuasipartículas para sondear la estructura electrónica de los estados en la brecha.
• Orden de onda de densidad de par observada diferenciada (PDW) de los efectos inducidos por las impurezas.

Principales resultados:

• Se observó una brecha superconductora en forma de U con estados residuales en la brecha que exhiben una modulación espacial quiral 2a × 2a.
• Detectamos quiralidad ajustable al campo magnético en la brecha superconductora, consistente con las modulaciones de densidad de pares quirales.
• Arcos de Fermi residuales segmentados identificados, vinculados a los estados orbitales d de vanadio reconstruidos, que sirven como estados candidatos de Fermi de Bogoliubov.

Conclusiones:

• Demostró la existencia de un estado de onda de densidad de par quiral (PDW) en KV3Sb5 y CsV3Sb5 que rompe la simetría de inversión del tiempo.
• Estableció un vínculo directo entre el PDW quiral y los arcos de Fermi residuales, explicándolos como estados d-orbitales parcialmente suprimidos.
• Descubrió la selectividad orbital en el PDW quiral y confirmó la correspondencia espacio-momento en la superconductividad emparejada de momento finito.