科学

研究报道:拉伸笼目金属CsV3Sb5可分离两种超导态

冈山大学研究人员报告称,拉伸笼目金属CsV3Sb5使通常共存的两种超导态分离,他们表示这有助于解释此前相互矛盾的实验。

2026年10月07日 UTC 17:23阅读约 3 分钟1 来源

关键事实

  • 据Phys.org报道,笼目金属CsV3Sb5在约94 K时形成电荷密度波序,并在约2.5 K时变为超导。
  • 由冈山大学副教授川崎慎司领导、与该校教授郑国庆合作的研究团队,使用了单轴应变(沿一个晶体方向拉伸)和核四极共振测量。
  • +0.90%的拉伸应变将超导转变温度从零应变时的约3.0 K提高到3.6 K。
  • 在最大拉伸应变下,该材料表现出两个超导转变:一个在3.6 K,为有节点态;另一个在3.0 K,为无节点态。
  • 研究人员报告称,有节点成分的贡献从零应变时的10%增长到+0.90%应变时的约26%。

据Phys.org报道,笼目金属CsV3Sb5在约94 K时形成电荷密度波序(其电子中的一种波状图案),随后在约2.5 K时变为超导。该报道称,对该材料的实验对其超导能隙是常规的还是包含节点给出了相互矛盾的观点。据该报道,了解超导如何形成可以指导寻找更好的超导材料。

据Phys.org报道,由副教授川崎慎司领导、与教授郑国庆合作的研究团队,利用原位单轴应变(沿一个晶体方向拉伸)和核四极共振测量研究了CsV3Sb5。两位研究人员均来自日本冈山大学物理系。据该报道,这项研究于2026年8月28日发表在《物理评论快报》上。

据该报道,研究人员使用定制的压电驱动应变单元,沿一个晶体学方向对高质量单晶施加应变,同时监测超导转变和局域电子性质。他们发现,拉伸晶体而非压缩晶体,大幅提高了超导转变温度:零应变时转变始于约3.0 K,而+0.90%的拉伸应变将其提高到3.6 K。电荷密度波在应变下基本保持不变,该报道称这表明超导性可以在不依赖材料已有电荷序的情况下进行调控。

据该报道,在最大拉伸应变下,该材料经历了两个超导转变。第一个发生在3.6 K,与有节点超导态(其超导能隙在某些方向上降为零)相关;第二个转变出现在3.0 K,表现为无节点态。该报道称,这些发现表明,在环境条件下近乎简并(能量接近)的两种不同超导态,在施加应变时可以分离,这有助于解释为何此前的实验得出了不同结论。

“多年来,对CsV3Sb5的不同测量指向了看似不同的超导态,”川崎说。“我们的结果表明,这些态可以共存,而单轴应变可以将它们分开,为我们提供了一种直接研究每个态的方法。”川崎还说:“应变为我们提供了这种材料中的一个独立控制旋钮——它增强了超导性,却没有改变体电荷密度波。”

据该报道,研究人员进一步发现,非常规有节点成分在拉伸应变下变得更强,其贡献从零应变时的10%增加到+0.90%应变时的约26%。该报道称,静水压主要通过影响电荷序来改变超导性,而结果表明,单轴应变可以选择性增强一个超导配对通道,同时使竞争背景态保持稳健。该报道称,这种方法可能不仅适用于CsV3Sb5。

背景

据该报道,非常规超导体可以承载不寻常的电子态,而当不同形式的序共存时,理解是什么驱动其超导性就变得困难。研究人员将应变方法作为分离两种超导态并分别研究每一种的方法。

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