Lo stretching del metallo kagome CsV3Sb5 separa due stati superconduttivi, riferisce uno studio

Il metallo kagome CsV3Sb5 sviluppa un ordine di onda di densità di carica (un motivo ondulatorio nei suoi elettroni) a circa 94 K, per poi diventare superconduttivo a circa 2,5 K, secondo un rapporto di Phys.org. Gli esperimenti sul materiale hanno offerto visioni contrastanti sul fatto che il suo gap superconduttivo sia convenzionale o contenga nodi, ha affermato il rapporto. Sapere come si forma la superconduttività può guidare la ricerca di materiali superconduttivi migliori, secondo il rapporto.

Un team di ricerca guidato dal professore associato Shinji Kawasaki, in collaborazione con il professore Guo-qing Zheng, ha studiato CsV3Sb5 utilizzando deformazione uniassiale in situ (allungamento lungo una direzione del cristallo) e misurazioni di risonanza quadripolare nucleare, ha riferito Phys.org. Entrambi i ricercatori appartengono al Dipartimento di Fisica dell'Università di Okayama, in Giappone. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters il 28 agosto 2026, secondo il rapporto.

I ricercatori hanno deformato cristalli singoli di alta qualità lungo una direzione cristallografica usando una cella di deformazione personalizzata azionata piezoelettricamente, monitorando al contempo la transizione superconduttiva e le proprietà elettroniche locali, secondo il rapporto. Hanno scoperto che allungare il cristallo, anziché comprimerlo, aumentava sostanzialmente la temperatura di transizione superconduttiva: a deformazione nulla la transizione iniziava a circa 3,0 K, e una deformazione a trazione di +0,90% la innalzava a 3,6 K. L'onda di densità di carica è rimasta essenzialmente invariata sotto deformazione, il che, secondo il rapporto, ha mostrato che la superconduttività poteva essere regolata indipendentemente dall'ordine di carica già presente nel materiale.

In corrispondenza della maggiore deformazione a trazione, il materiale ha subito due transizioni superconduttive, secondo il rapporto. La prima si è verificata a 3,6 K ed era associata a uno stato superconduttivo nodale (uno il cui gap superconduttivo scende a zero in determinate direzioni), mentre una seconda transizione è comparsa a 3,0 K e ha mostrato uno stato senza nodi. I risultati indicano che due stati superconduttivi distinti, che sono quasi degeneri (vicini in energia) in condizioni ambiente, possono separarsi quando viene applicata una deformazione, il che aiuta a spiegare perché esperimenti precedenti hanno raggiunto conclusioni diverse, ha affermato il rapporto.

«Per anni, misurazioni diverse di CsV3Sb5 hanno indicato stati superconduttivi apparentemente diversi», ha detto Kawasaki. «I nostri risultati mostrano che questi stati possono coesistere e che la deformazione uniassiale può separarli, offrendoci un modo diretto per studiare ciascuno stato». Kawasaki ha anche detto: «La deformazione ci fornisce una manopola di controllo indipendente in questo materiale: potenzia la superconduttività senza modificare l'onda di densità di carica nel volume».

I ricercatori hanno inoltre scoperto che la componente nodale non convenzionale diventa più forte sotto deformazione a trazione, aumentando da un contributo del 10% a deformazione nulla a circa il 26% a +0,90% di deformazione, secondo il rapporto. Il rapporto afferma che la pressione idrostatica modifica la superconduttività in gran parte attraverso il suo effetto sull'ordine di carica, mentre i risultati mostrano che la deformazione uniassiale può rafforzare selettivamente un canale di accoppiamento superconduttivo lasciando robusto lo stato di fondo concorrente. Il rapporto ha affermato che l'approccio potrebbe essere utile al di là di CsV3Sb5.