Unconventional superconductivity in YPtBi and related topological semimetals
YPtBi是一种具有极低载流子密度的拓扑半金属,最近发现在低于$T_\mathrm{c} = 0.77$ 1,K.在传统理论中,费米能级附近几乎消失的态密度意味着电子-声子耦合消失,因此不允许超导。基于相对论密度泛函理论计算的电子-声子耦合在YPtBi它被发现,载流子浓度大于$10^{21}$ \,cm $^{-3}$解释所观察到的临界温度与传统的配对机制,这是几个数量级大于实验观察到的。YPtBi和相关的半赫斯勒结构拓扑半金属的超导电性很可能是由一种非常规的配对机制引起的。
2016-03-10 cond-mat.supr-con
Type I superconductivity in the Dirac semimetal PdTe2
超导体PdTe $_2$最近被归类为第二类狄拉克半金属,并被认为是拓扑超导性的改进平台。在这里,我们报告的磁性和运输进行测量,以确定超导相的性质。令人惊讶的是,我们发现PdTe $_2$是一个具有$T_c = 1.64$ K和临界场$μ_0 H_c (0) = 13.6$ mT的I型超导体。我们的晶体也表现出中间态所证明的差分顺磁效应。对于$H > H_c$,我们观察到表面鞘层的超导电性。这就要求仔细检查PdTe $_2$中的超导性,鉴于拓扑表面状态的存在。
2017-10-11 cond-mat.supr-con
Pressure-induced Superconductivity in Noncentrosymmetric Weyl Semimetals LaAlX (X = Si and Ge)
在拓扑材料中,由于空间反演对称性的破缺,狄拉克费米子可以分裂为两个手征相反的外尔费米子;而在非中心对称超导体中,由于反对称自旋轨道耦合,出现了新的超导电子配对机制。本文报道了典型的非中心对称Weyl半金属LaAlX(X=Si和Ge)在压力作用下的超导电性。在65 GPa左右观察到超导性,没有结构相变。得到了一个典型的圆顶形相图,LaAlSi(LaAlGe)的最大Tc为2.5 K(2.1 K)。此外,施加压力不会破坏LaAlSi的非平凡能带拓扑结构,高达80.4 GPa,使这些材料成为实现拓扑超导性的潜在候选者。我们在LaAlX(X=Si和Ge)中发现的超导电性将为非中心对称超导体提供重要的见解,并促进对Weyl半金属超导电性的进一步研究。
2021-11-04 cond-mat.supr-con
Surface Superconductivity in the type II Weyl Semimetal TaIrTe4
在Weyl半金属材料中寻找非常规超导性是目前令人兴奋的追求,因为这种超导相可能是拓扑非平凡的,并且具有奇异的Majorana模式。层状材料TaIrTe 4是一种新预测的具有最少Weyl点数的时间反演不变的II型Weyl半金属。在这里,我们报告的发现,表面超导Weyl半金属TaIrTe 4。我们的扫描隧道显微镜/光谱(STM/S)可视化费米弧表面状态TaIrTe 4是与以前的角分辨光电子能谱(ARPES)的结果一致。通过系统的超低温STS研究,我们在样品表面观察到了均匀的超导带隙。在超低温下的电输运测量进一步证实了超导性,观察到的起始转变温度(Tc)高达1.54 K。规范化的上临界场h*(T/Tc)行为和超导性对铁磁体的稳定性表明,所发现的超导性是非常规的p波配对。系统的STS,厚度和角度相关的输运测量表明,检测到的超导性是准一维(准一维),发生在表面状态。TaIrTe 4表面超导电性的发现为研究拓扑超导电性和Majorana模提供了一个新的平台。
2020-08-10 cond-mat.supr-con
Heat capacity of type I superconductivity in the Dirac semimetal PdTe$_2$
最近报道了狄拉克半金属PdTe $_2$(T_c约为1.6K)的I型超导电性,具有多个临界场和复杂的相图。在这里,利用热弛豫技术的比热测量。传统的弱耦合BCS超导性是通过检查零场比热的温度依赖性来证实的。通过探测伴随超导转变的潜热,获得了I型超导的热力学证据。中间态的存在下观察到的超导过渡到较低的温度在高场以及在零场冷却的数据在8.5 mT的比热的不可逆性显着扩大。
2021-02-16 cond-mat.supr-con
Pressure-induced superconductivity in topological type II Dirac semimetal NiTe2
最近,NiTe 2被报道为II型狄拉克半金属,狄拉克节点靠近费米面。此外,还发现NiTe 2具有霍尔效应,这是由于轨道磁电阻引起的。NiTe_2在高压下的物理性质行为吸引着我们。本文研究了多晶NiTe_2在3.4 ~ 54.45GPa压力范围内的电学性质。在临界压力12 GPa时出现超导现象,其转变温度为3.7K,在52.8GPa时达到最大值6.4K。通过与MoP的超导性比较,提出了NiTe 2拓扑超导的可能性。随着压力的增加,在单晶中观察到两个超导电性转变。
2019-12-24 cond-mat.supr-con
Observation of superconductivity in 3D Dirac semimetal Cd3As2 crystal
近年来,三维狄拉克半金属作为石墨烯的体相类似物,在材料科学和凝聚态物理领域引起了广泛的兴趣。最近,晶体Cd_3As_2被提出并被证明是一种可以在大气中存活的三维狄拉克半金属。在这里,我们通过控制点接触(PC)测量,观察到奇异的超导电性周围的点接触区域的表面上的Cd_3As_2晶体。零偏压电导峰(ZBCP)和与零偏压对称的双电导峰(DCP)的观测进一步揭示了Cd_3As_2量子物质中的类p波非常规超导性。考虑到三维Dirac半金属的拓扑性质,我们的研究结果可能表明,在一定条件下,Cd_3As_2晶体是拓扑超导体的候选者,根据材料的维数,它可以支持边界上的Majorana零模或无隙的Majorana边/面模.
2015-01-11 cond-mat.supr-con
Large Josephson current in Weyl nodal loop semimetals due to odd-frequency superconductivity
外尔结圈半金属(WNL)在体中具有封闭的结线圈费米面、受保护的零能平带或鼓面、表面态和强自旋极化。鼓面态的态密度大,使得WNL半金属非常容易电子有序化。同时,自旋极化由于其自旋单态性质而天真地阻止了传统的超导性。在这里,我们表明完全相反:WNL是非常有前途的超导约瑟夫森结材料,完全是由于奇频超导性。通过在两个常规超导体之间插入WNL,我们从理论上证明了非常大的约瑟夫森电流的存在,甚至比正常金属大几个数量级。大电流是由自旋单重态对通过外尔色散和鼓面态有效地转化为奇频自旋三重态配对而产生的,从而确保了异常的邻近效应。因此,WNL约瑟夫森结为探测和探索奇频超导提供了独特的可能性。
2020-07-17 cond-mat.supr-con
Higher-order topological superconductivity in type-II time-reversal-symmetric Weyl semimetals with a hybrid pairing
South China Normal University(华南师范大学);The University of Hong Kong(香港大学)
研究发现二维时间反演对称韦伊尔半金属中存在高阶拓扑超导性,通过混合配对实现不同表面的超导态。
2025-11-12 cond-mat.supr-con
Theoretical analysis of anisotropic upper critical field of superconductivity in nodal-line semimetals
本文利用半经典格林函数方法,在连续模型下研究了节线半金属中超导上临界场的性质,计算了脏极限与清洁极限两种情况,发现上临界场具有大各向异性及异常温度依赖性,并与PbTaSe$_{2}$的实验数据进行了对比。
2023-03-02 cond-mat.supr-con
Time-Reversal Symmetry Breaking Superconductivity in Three-Dimensional Dirac Semimetallic Silicides
具有破缺的时间反转对称性的超导体可以说是实现对容错量子计算至关重要的备受追捧的拓扑超导性的最有希望的场所之一。在这里,通过使用广泛的μ子自旋弛豫和旋转测量,我们报告说,同构硅化物超导体(Ta,Nb)OsSi自发地打破时间反演对称性的超导转变,而令人惊讶地显示出完全带隙的超导特性的常规超导体。第一性原理计算表明,(Ta,Nb)OsSi是一种受非对称性保护的三维Dirac半金属.利用这些材料特殊的低对称性的晶体结构,我们进行了详细的理论计算,以建立超导基态为两个(Ta,Nb)OsSi是最有可能的非幺正三重态。
2022-02-02 cond-mat.supr-con
Prediction of phonon-mediated superconductivity with high critical temperature in the two-dimensional topological semimetal W2N3
二维超导体因其基础物理和潜在的应用,特别是在快速发展的量子计算领域,引起了人们极大的兴趣。尽管在理论和实验上做了大量的努力,但具有相当高的转变温度的材料仍然很少。更罕见的是那些将超导性与非平凡的能带拓扑结构结合在一起的超导体,可能拥有奇异的物质状态,如马约拉纳费米子。在这里,我们预测一个非常高的超导临界温度为21-28 K的容易剥离,拓扑非平凡的二维半金属W2 N3。通过研究其电子和超导性质作为掺杂和应变的函数,我们发现电子-声子相互作用的巨大变化,使这种材料成为研究不同耦合机制和测试当前超导理论极限的独特平台。最后,我们讨论了调整材料以实现超导性和拓扑非平凡边缘态共存的可能性。
2020-12-29 cond-mat.supr-con
Topological Crystalline Superconductivity in Dirac Semimetal Phase of Iron-based Superconductors
在铁基超导体中,$d$ -和$p$ -轨道的能带反转产生狄拉克半金属态。我们从理论上研究了它们在正常相和超导相的拓扑性质,基于紧束缚模型,包括材料的完全对称性。我们证明了与能带结构相关的$d$ -和$p$ -轨道的电子之间的库珀对产生奇宇称超导性。通过求解Bogoliubov-de Gennes方程,我们给出了典型的表面态,并利用晶体对称性定义的拓扑不变量对其进行了表征。结果表明,在实验中出现了表面平带、Majorana四重态和Möbius扭曲表面态等多种形式的Majorana费米子。我们的理论结果表明,铁基超导体是实现丰富的拓扑晶相的有前途的平台。
2019-06-21 cond-mat.supr-con
Nodeless superconductivity in the topological nodal-line semimetal CaSb2
CaSb2是一种在1.6 K以下超导的拓扑线半金属,为研究拓扑非平凡电子带和超导性之间的相互作用提供了理想的平台。在这项工作中,我们研究了超导序参量的CaSb 2通过测量其磁穿透深度变化Δλ(T)下降到0.07 K,使用隧道二极管振荡器(TDO)为基础的技术。在超导态内部,Δλ(T)呈现指数激活行为,为无节点超导能隙的存在提供了直接证据。通过分析超流密度和电子比热的温度依赖性,我们发现两者都可以一致地描述由一个两个间隙的s波模型,在与不同的Sb网站在该化合物中的多个费米表面的存在。这些结果表明,在CaSb 2完全能隙的超导性和限制允许的配对对称性。
2022-10-05 cond-mat.supr-con
Superconductivity in doped Dirac semimetals
本文从理论上研究了掺杂狄拉克半金属的本征超导电性。狄拉克半金属中含有大量的狄拉克点,这些点是由双简并带形成的,因此哈密顿量可以用$4 \times 4$矩阵来描述,并且费米-狄拉克统计允许六种类型的$k$ -独立的对势.我们发现,独特的自旋-轨道耦合导致费米面上的超导能隙结构和$d$矢量,轨道内和轨道间的电子-电子相互作用给出了一个新的超导相图.发现当轨道间引力占主导地位时,会出现非常规的点节点超导态。为了验证可能的超导态的实验签名,我们计算了体物理性质,如电子比热和自旋磁化率和表面态的温度依赖性。在非常规超导相,点节点之间的Andreev束缚态要么是色散的,要么是平坦的,分别导致面态密度出现双峰或单峰。因此,可能的超导状态可以通过结合体测量和表面测量来区分。
2016-07-17 cond-mat.supr-con
Pressure-induced superconductivity in topological semimetal NbAs2
具有非平凡拓扑特征的三维半金属在体材料中发生超导转变时,可以实现具有Majorana束缚态的拓扑超导,这是实现非交换量子计算的关键。在这里,我们报告压力诱导的超导过渡金属dipnictide NbAs 2。超导电性的出现并不伴随着任何结构相变的最大实验压力为29.8 GPa,支持的压力依赖同步加速器X射线衍射和拉曼光谱。有趣的是,拉曼研究揭示了快速的声子模式硬化和加宽超过10 GPa,与超导转变相一致。使用第一性原理计算,我们确定费米面变化引起的压力,稳步增加的状态密度,而不打破电子空穴补偿。值得注意的是,NbAs 2的主空穴袋包含一个单斜晶格的时间反演不变动量,这表明NbAs 2是拓扑超导体的候选者。
2018-11-21 cond-mat.supr-con
Odd parity superconductivity in Weyl semimetals
物质的非常规超导态是在强自旋轨道耦合的存在下实现的。特别地,非简并能带可以支持具有丰富拓扑内容的奇宇称超导。在这里,我们研究这是否是外尔半金属的情况。这些系统的低能量部分,在没有相互作用的情况下,通过在三维空间中线性分散手性费米子来描述。能谱在布里渊区中的偶数个点处具有节点。因此,节内有限动量对和节间BCS超导都是允许的。对于局域吸引相互作用,在有限化学势下,具有手征p波对称性的有限动量对态是最有利的。这种状态类似于超流$^{3}$ He A相,库珀对具有有限的质心动量。对于节点处的化学势,状态被完全带隙的电荷密度波抢占。对于长程吸引,BCS态在所有化学势值下都胜出。
2013-05-30 cond-mat.supr-con
Experimental and first-principles studies of superconductivity in topological nodal line semimetal SnTaS$_2$
本文报道了用电输运、磁化强度和热容测量方法对多晶SnTaS $_2$超导性的详细研究。SnTaS $_2$晶体具有中心对称的六方结构,空间群为$P6_3/mmc$ .电阻率、磁化强度和比热数据表明SnTaS $_2$是一种弱耦合的II型超导体,其$T_c \approx$为2.8 K。第一性原理计算显示了电子能带结构中的节线拓扑结构的特征,该结构受到空间反演和时间反演对称性的保护,并且通过包含自旋轨道耦合(SOC)而强烈地间隙化。具有节线拓扑态的层状SnTaS $_2$的超导电性使其成为三维拓扑超导体的有力候选者。
2022-03-07 cond-mat.supr-con
FFLO Superconductivity Mediated by Excitonic Fluctuation in Semimetallic Ta$_2$NiSe$_5$
在准一维三链Hubbard模型中研究了作为激子绝缘体候选材料的Ta $_2$ NiSe $_5$的激子涨落及其介导的超导电性.在半导体和半金属的情况下,其中一个导带($c$)和一个价带($f$)交叉费米能级的小的带重叠,与$\bm{q}=\bm{0}$的激子波动增强由于$c$ - $f$库仑相互作用,并朝着对应于激子绝缘体的均匀激子顺序发散。另一方面,在两个$c$带和一个$f$带穿过费米能级的具有大带重叠的半金属情况下,与$c$和$f$费米面(FS)之间的嵌套矢量对应的具有$\bm{q}\neq \bm{0}$的非均匀激子涨落变得占主导地位,并导致以具有有限中心的激子的凝聚为特征的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)激子序。质量动量$\bm{q}$。在不稳定性附近,极大增强的激子涨落介导具有有限质心动量的$c$带间库珀对,导致FFLO超导性,这有望在高压下在半金属Ta $_2$ NiSe $_5$中实现。
2020-10-26 cond-mat.supr-con
Emergent superconductivity and non-reciprocal transport in a van der Waals Dirac semimetal/antiferromagnet heterostructure
Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);University of Minnesota(明尼苏达大学)
研究发现,在非超导范德瓦尔材料狄拉半金属ZrTe₂和反铁磁体FeTe异质界面下,临界温度约10K时出现二维超导性,并通过非 reciprocity 传输效应增强非铁磁体覆盖后,超导二极管效应效率达29%。
2026-08-04 cond-mat.supr-con
Superconductivity in a ferroelectric-like topological semimetal SrAuBi
本研究在层状半金属SrAuBi中观测到2.4K超导电性,该材料具强自旋-轨道耦合与214K极性-非极性结构相变,费米能级附近存在Rashba自旋劈裂与多狄拉克点,为探索奇异超导态与拓扑表面态提供新方向。
2023-12-19 cond-mat.supr-con
Anticorrelation between polar lattice instability and superconductivity in the Weyl semimetal candidate MoTe2
通过精细控制物理和化学压强,阐明了Weyl半金属候选体MoTe 2的极性结构不稳定性与超导电性之间的关系。物理压力和化学压力,即,Se替代Te,在极性结构转变消失的临界压力附近提高了超导转变温度Tc。从热容量和热电势测量,我们归因于在临界压力下的显着增强Tc的声子色散或半金属能带结构的极性到非极性过渡后的微妙的修改。另一方面,物理压力,这大大减少了层间距离,是更有效的抑制极性结构转变和Tc的提高相比,化学压力,这强调了MoTe 2的结构和超导不稳定性的层间耦合的重要性。
2017-03-08 cond-mat.supr-con
Effect of the type I to type II Weyl semimetal topological transition on superconductivity
本文讨论了最近发现的Ⅰ型和Ⅱ型Weyl半金属之间的拓扑转变对超导电性的影响。导出并求解了拓扑相变条件下Weyl半金属弱超导电性的Gorkov方程组。临界温度和超导能隙在转变点处都有尖峰,尖峰是狄拉克锥倾斜参数的函数,而狄拉克锥倾斜参数又由材料参数如压力决定。超导激发的频谱在两个阶段是不同的:尖锐的锥形尖峰是I型的特征,而两个平行的几乎平坦的带,在II型中形成。计算了跃迁两侧的谱密度,显示了不同权重的谱带。因此,超导性可以作为拓扑变换的明确指标。根据最近的实验结果进行了讨论。
2017-03-07 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in superconducting chiral topological semimetals with parallel spin-momentum locking
School of Physics and Optoelectronic Engineering, Guangdong University of Technology(广东工业大学物理与光电工程学院);Guangdong Provincial Key Laboratory of Sensing Physics and System Integration Applications, Guangdong University of Technology(广东工业大学感知物理与系统集成应用广东省重点实验室)
本研究发现手性拓扑半金属中 Weyl 节与费米面自旋织构导致零动量带内超导出现能隙,通过自洽平均场计算揭示其立方晶格系统支持自旋单态 $s_\pm$ 与 $d+id$ 波配对混合,可实现一阶和二阶拓扑超导态,是探索本征非常规超导的理想平台。
2026-10-07 cond-mat.supr-con
Superconductivity in Type-II Weyl Semimetals
我们研究了在两个手征相反的外尔点周围具有倾斜色散的外尔半金属中的超导电性。在没有任何倾斜的情况下,围绕每个外尔点的两个费米片之间的零动量配对的状态在超导能隙函数中具有四个点节点。此外,超导体的表面具有费米弧态和马约拉纳平坦带。我们表明,量子相变发生在一个临界值的倾斜,在这两个间隙节点消失合并在第一布里渊区的中心,或通过逃避在其边缘,这取决于倾斜的方向。在动量空间中的马约拉纳平带占据的区域被发现增加的倾斜参数是较大的。此外,由于电子态密度的奇异性,在量子相变附近,超导临界温度和电子比热可以提高。
2018-04-03 cond-mat.supr-con
Coexistence of topological surface states and superconductivity in Dirac semimetal NiTe$_2$
本研究证明了NiTe$_2$单晶中费米能级处拓扑表面态与超导的共存,通过扫描隧道显微镜、密度泛函理论、电子输运测量及比热容分析提供了证据,为研究拓扑态与超导的相互作用提供了新平台。
2025-03-03 cond-mat.supr-con
Conventional Superconductivity in Type II Dirac Semimetal PdTe$_2$
过渡金属二硫族化合物PdTe $_2$最近被证明是一个独特的系统,其中II型狄拉克半金属相和超导相共存。这一发现引起了人们对PdTe $_2$中出现非常规拓扑超导相的可能性的广泛猜测。在这里,通过直接测量的超导能隙的扫描隧道光谱(STS),温度和磁场的演变相同,我们表明,超导相在PdTe $_2$是传统的性质。在0.38 K下测量的超导能隙为326 $μ$ eV,并且它遵循在常规超导性的Bardeen-Cooper-Schriefer(BCS)理论的框架内很好地描述的温度依赖性。这是令人惊讶的,因为我们的量子振荡测量证实,至少有一个带参与运输具有拓扑非平凡的字符。
2018-01-12 cond-mat.supr-con
Enhanced anisotropic superconductivity in the topological nodal-line semimetal InxTaS2
拓扑材料中电荷密度波(CDW)与拓扑带的共存现象因其轴向CDW、三维量子霍尔效应等奇异性质而引起人们的广泛关注。一个2 × 2相称的CDW观察到在低温下在InxTaS 2,确定的输运性质和STM测量。此外,在0.69K以下出现超导,上临界场的各向异性比[Gamma = H|| ab c2(0)=H|| c c2(0)]与2 H-TaS 2相比显著增强,2 H-TaS 2共享相同的基本层单元。根据Lawrence-Doniach模型,γ的增强可以用外尔环所在的kx-ky平面上的有效质量减少来解释。因此,这种类型的分层拓扑系统可以提供一个平台,以研究高度各向异性的超导性和理解在体或在二维极限的极大的上临界场。
2020-11-13 cond-mat.supr-con
π and 4π Josephson Effects Mediated by a Dirac Semimetal
Cd_3As_2是一个三维拓扑Dirac半金属,具有连接的费米弧表面态。有人提出,利用超导体邻近效应,可以在拓扑材料的非平凡表面态实现拓扑超导。本文报道了在铝-Cd_3As_2-铝约瑟夫森结中观察到的π和4π周期超导电流。π周期表现为临界超导电流的磁场依赖性和交流中半整数Shapiro台阶的出现。约瑟夫森效应我们的宏观理论表明,π周期产生的诱导体超导性和诱导费米弧表面超导性之间的干扰。4π周期由缺失的第一个Shapiro步骤表现出来,并且被预期用于拓扑超导性。
2018-01-13 cond-mat.supr-con
Superconductivity in multi-Weyl semimetals: Conditions for the coexistence of topological and conventional phases
Center for Nanotechnology and Advanced Materials CIEN-UC(纳米技术与先进材料中心 CIEN-UC)
研究多韦尔半导体中拓扑相与常规相共存的条件,揭示了拓扑排斥机制及临界温度与手性指数的关系。
2025-12-22 cond-mat.supr-con
Tip induced unconventional superconductivity on Weyl semimetal TaAs
外尔费米子是一种具有确定手征性的无质量狄拉克费米子,自1929年以来一直是人们追求的目标。虽然在自然界中还没有观测到Weyl费米子作为基本粒子,但在Weyl半金属中,它可以被实现为Weyl点附近的低能激发态,这种半金属在体相中具有Weyl费米子锥,在表面上具有非平凡的费米弧态。TaAs晶体是首次发现的Weyl半金属,在动量空间中存在12对Weyl点,这些Weyl点在拓扑上是不受小扰动影响的。本文首次报道了用点接触光谱法在TaAs晶体上观察到的针尖诱导超导电性。在点接触谱中观察到电导平台和尖锐的双凹陷,表明具有非常规p波超导性。此外,在低温区检测到零偏压电导峰,表明可能存在马约拉纳零模式。实验观察到的隧道谱可以解释与一种新的镜像对称保护的拓扑超导体诱导的TaAs,它可以表现出零偏压和双有限偏压峰,和双电导下降的测量。我们的工作为从拓扑外尔材料中寻找新的拓扑超导相开辟了一条广阔的道路,并引发了对马约拉纳费米子的深入研究。
2016-07-02 cond-mat.supr-con
Planar Hall effect and quasi-2D anisotropic superconductivity in topological candidate 1$T$-NbSeTe
通过块状单晶的输运与磁化测量,研究发现1$T$-NbSeTe具有平面霍尔效应所示的拓扑半金属性质及突破泡利极限的准二维各向异性超导性,是拓扑超导候选材料。
2023-04-25 cond-mat.supr-con
Observation of superconductivity in pressurized Weyl semimetal candidate TaIrTe4
在这里,我们报告的观察超导电性的加压II型外尔半金属(WSM)的候选人TaIrTe 4通过补充高压运输和同步辐射X射线衍射测量。结果表明,TaIrTe_4在~ 23.8GPa压力下具有超导电性,其转变温度为0.57K。然后,TC值随着压力的增加而增加,在65.7 GPa时达到~2.1 K。原位高压霍尔系数(RH)在低温下的测量表明,正RH随着压力的增加,直到达到超导转变的临界压力,但开始减少后,进一步增加压力。在临界压力以上,正磁阻效应同时消失。我们的高压X射线衍射测量结果表明,在临界压力附近的TaIrTe 4样品的晶格被扭曲的应用程序的压力和它的体积减少了约19.2%,其值被预测导致电子结构的变化显着。我们认为TaIrTe_4中的压致畸变是费米面拓扑结构改变的原因,这种变化有利于超导电性的出现。我们的结果清楚地表明了晶格畸变、拓扑物理和超导电性之间的相关性。
2018-11-01 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in Dirac semimetals
狄拉克半金属的主体带接触狄拉克点和表面费米环。我们发展了狄拉克半金属超导理论。建立了狄拉克点与表面费米圈之间的关系,阐明了狄拉克半金属的非平凡拓扑结构对其超导态的影响。我们注意到,独特的狄拉克点的轨道织构和结构的相变的晶体有利于四重态的表面马约拉纳费米子的拓扑超导性的保护。我们建议我们的理论可能应用到最近发现的超导态镉$_3$作为$_2$。
2015-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Substrate-supported triplet superconductivity in Dirac semimetals
在石墨烯及其新兴的狄拉克物理学的成功的刺激下,对原子薄系统中多功能和可调电子特性的追求导致了各种化学类别的2D化合物的发现。特别是,第IV族元素的蜂窝晶格,如硅烯和锗烯,已被实验发现。无论是合成的必要性还是应用目的所需的特征,大多数2D材料都需要支撑基底。在这项工作中,我们强调建设性的影响基板,使实现奇异的电子量子态的物质,其中出现的屈曲作为决定性的材料参数可调的基板。在锗烯沉积在MoS $_2$上的例子中,我们发现单层和衬底之间的耦合,以及屈曲的六边形几何形状,合谋提供了一个非常适合的情况下,非常规的三重态超导电性adatom辅助掺杂。
2018-09-11 cond-mat.supr-con
Superconducting Properties of Topological Semimetal 1$T$-RhSeTe
本文合成并表征了新型 Dirac 型拓扑半金属 1$T$-RhSeTe,发现其在 4.72 K 发生 II 型超导转变且上临界场较高,为探索拓扑超导电性提供了候选平台。
2023-11-02 cond-mat.supr-con
Multigap superconductivity with non-trivial topology in a Dirac semimetal PdTe
本研究针对狄拉克半金属PdTe开展电输运与磁化测量,证实其具有多能隙超导特征与非平庸π贝里相位,明确了其狄拉克本质并构建了合理能带图。
2024-08-12 cond-mat.supr-con
Superconductivity in the Topological Nodal-line Semimetal NaAlSi
NaAlSi是一种反PbFCl型层状结构的sp电子超导体,具有较高的转变温度Tc(~7 K)。最近的电子态计算揭示了半金属能带结构中拓扑节线的存在,由于超导电性而引起了人们的广泛关注。然而,由于缺乏单晶,实验研究仍然有限。在这里,我们成功地制备了NaAlSi单晶的Na-Ga熔剂法,并通过电阻率,磁化强度和热容测量表征其超导和正常状态下的性能。清晰地观察到一个尖锐的超导转变,Tc为6.8 K,热容数据表明各向异性的超导能隙。令人惊讶的是,尽管sp电子系统,正常状态是由电子相关性,这是由T2电阻率和威尔逊比为2.0表示。电子关联的起源可能与Si px和py态的正交鞍形费米面有关,它们与轻Al s带相交,在费米能级附近形成节线.这些结果强烈地表明,NaAlSi的超导电性不是由简单的声子机制引起的,而是涉及到某些非常规的方面,尽管其与节线的相关性尚不清楚。
2021-02-19 cond-mat.supr-con
Reply to Comment on "Tip induced unconventional superconductivity on Weyl semimetal TaAs"
最近,我们发表了一篇关于TaAs单晶尖端诱导超导相的论文(arXiv:1607.00513)。在点接触光谱中观察到有限偏压下的双电导峰、双陡峰和零偏压电导峰的电导平台。这三个特征表明,在一个PCS的可能性p波的超导性和马约拉纳零模式的表面。在我们的论文发表在arXiv上后不久,Gayen el al.(arXiv:1607.01405)根据他们在常规超导体(Pb和Nb)中的实验测量结果质疑了我们观察的潜在机制,并最终指出在我们的TaAs晶体中观察到的超导性是常规的。我们不同意他们在没有对TaAs材料进行任何具体研究的情况下得出的快速结论。我们将在下面解释,对于弹道极限下的干净(Z=0)点接触(PC),PC电阻的温度依赖性的超导转变特征是预期的。Gayen等人提出的临界电流效应不能解释本文中观测到的PCS。
2016-07-11 cond-mat.supr-con
Superconductivity under pressure in the Dirac semimetal PdTe2
狄拉克半金属PdTe $_2$最近被报道是一种I型超导体($T_c = $ 1.64 K,$μ_0 H_c (0) = 13.6$ mT),具有不寻常的表面鞘层超导电性。我们在这里报告的高压研究,$p \leq 2.5$ GPa,超导相图提取的交流磁化率和运输测量单晶样品。$T_c (p)$表现出明显的非单调变化,在0.91 GPa附近最大$T_c = $为1.91 K,随后在2.5 GPa时逐渐降低至1.27 K。在极限$T \rightarrow 0$,$H_c(0,p)$中的体超导临界场遵循类似的趋势,因此在压力下的$H_c(T,p)$ -曲线在单个曲线上塌陷:$H_c(T,p)=H_c(0,p)[1-(T/T_c(p))^2]$。表面超导性在压力下是鲁棒的,如由对于施加的直流场$H_a > H_c$持续的大超导屏蔽信号所证明的。令人惊讶的是,对于$p \geq 1.41$ GPa,表面处的超导转变温度$T_c^S$大于本体的$T_c$。因此,表面超导性可能具有非平凡的性质,并与ARPES探测到的拓扑表面态有关。我们比较测量的压力变化的$T_c$与最近的结果从能带结构计算和讨论的重要性的范霍夫奇异性。
2019-02-05 cond-mat.supr-con
Single full gap with mixed type-I and type-II superconductivity on surface of the type-II Dirac semimetal PdTe2 by point-contact spectroscopy
本文报道了用点接触光谱法(PCS)对第二类狄拉克半金属PdTe $_2$(超导转变温度$T\rm_c \sim$ 1.65 K)超导态的研究。0.3 K下的机械和软PCS微分电导曲线均显示出一致的双峰结构,并且可以通过基于Blonder-Tinkham-Klapwijk模型的单个s波间隙完美拟合。带隙遵循典型的Bardeen-Cooper-Schrieffer温度行为,在强耦合区产生$Δ_0 \sim$ 0.29 meV和2 $Δ_0$ / $k\rm_{B}$ $T\rm_{c}$ = 4.15。对于PdTe $_2$上的大多数点接触,在$H{\rm_{c1}}$ $\sim$ 130 Oe附近观察到磁场中超导能隙的突然抑制,这是I型超导体在磁场中的一级相变特征。然而,对于其他接触,PCS电导的平滑演变持续到$H{\rm_{c2}}$ $\sim$ 600 Oe,表明局部II型超导性。所观察到的I型和II型超导电性的混合物可能是由于PdTe $_2$表面的拓扑表面状态导致的表面上的非均匀电子平均自由程引起的。
2019-06-01 cond-mat.supr-con
Mixed type I and type II superconductivity due to intrinsic electronic inhomogeneities in the type II Dirac semimetal PdTe2
第二类狄拉克半金属PdTe $_2$在拓扑母体材料家族中是独一无二的,因为它在1.7 K以下显示超导基态。尽管对非常规拓扑超导相的可能性进行了广泛的猜测,但隧道和热容测量显示,PdTe $_2$的超导相遵循Barclay,Cooper和Shriefer(BCS)对传统超导体的微观理论的预测。PdTe $_2$中的超导相更令人感兴趣,因为它也显示出I型超导体的特性,并且通常对于二元化合物是意想不到的。在这里,从扫描隧道光谱测量,我们表明,表面的PdTe $_2$显示固有的电子不均匀性在正常状态下,导致混合的I型和II型超导行为随着空间分布的临界场的超导状态。了解这种不均匀性的起源可能是重要的了解PdTe $_2$在正常状态下的拓扑性质。
2018-04-28 cond-mat.supr-con
Different reconstruction pathways toward superconductivity in TaRhTe4 and TaIrTe4 Weyl semimetals
Center for High Pressure Science & Technology Advanced Research(高压科学与技术先进研究中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);Department of Physics, Beijing Key Laboratory of Optoelectronic Functional Materials and Micro-Nano Devices, Renmin University of China(中国人民大学物理系,光电功能材料与微纳器件北京市重点实验室);Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海高级研究院,上海同步辐射光源);Shanghai Key Laboratory of Material Frontiers Research in Extreme Environments, Shanghai Advanced Research in Physical Sciences(极端环境材料前沿研究上海市重点实验室,上海物理科学先进研究)
本研究首次在压缩TaRhTe4中观测到超导电性,并与TaIrTe4对比,揭示TaXTe4家族中通向超导的两种不同晶格与电子结构重构路径。
2026-09-23 cond-mat.supr-con
Tip-induced Superconductivity Coexisting with Preserved Topological Properties in Line-nodal Semimetal ZrSiS
ZrSiS是一种具有非平凡能带结构的新材料,它具有多个Dirac节点和稳定的线性能带色散,最高能量可达2,eV.这种稳健的线性色散使得ZrSiS的拓扑性质对诸如载流子掺杂或晶格畸变的扰动不敏感。在这里,我们表明,一个新的超导相具有显着的高$T_c$的7.5\,K可以诱导在单晶的ZrSiS的Ag的非超导金属尖端。从第一性原理计算,我们表明,所观察到的超导相可能源于显着增强的状态密度由于存在的金属尖端的ZrSiS。我们的计算还表明,新兴的尖端诱导超导相共存的ZrSiS的良好保存的拓扑性质。
2018-02-22 cond-mat.supr-con
Odd-frequency Berezinskii superconductivity in Dirac semimetals
我们制定了一个通用的框架,解决奇频和偶频超导狄拉克半金属和证明,奇频或Berezinskii配对可以自然地出现在这些材料中,因为手性自由度。我们发现,排斥频率依赖的相互作用有利于Berezinskii配对,而有吸引力的电子-电子相互作用允许BCS配对。在补偿狄拉克和外尔半金属的情况下,传统的BCS和奇频Berezinskii配对都需要临界耦合。由于这些配对可能源于物理上不同的机制,我们的研究结果为控制拓扑半金属中Berezinskii超导性的实现铺平了道路。我们还提出了几个尖状的功能,可以作为一个实验验证签名的奇频间隙的态密度。
2019-08-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Type-II superconductivity in the Dirac semimetal PdTe2
Paul Scherrer Institute(保罗谢勒研究所);University of Geneva(日内瓦大学);Indian Institute of Technology Ropar(印度理工学院罗帕尔分校)
研究通过μSR和磁化率等实验揭示PdTe₂存在两个超导转变温度,发现其为II型超导体,具有清晰的磁通线晶格特征,且超导序参量呈现全隙s波对称间隙。
2026-04-13 cond-mat.supr-con
Superconductivity and Quantum Oscillations in Single Crystals of the Compensated Semimetal CaSb$_{2}$
拓扑半金属中的体超导性是实现拓扑超导体的第一步,拓扑超导体可以容纳马约拉纳费米子,使我们能够实现量子计算。在这里,我们报告的超导性和补偿的电子和空穴在单晶体的半金属CaSb $_2$。我们对超导态进行了表征,发现库珀对具有中等-弱耦合,并且在比热低于0.22 K时的超导转变偏离BCS超导体的超导转变。低温下的非饱和磁电阻效应和电子-空穴补偿效应与密度泛函理论计算结果一致,显示出明显的非线性特征。此外,我们观察到的de Haas-van Alphen(dHvA)振荡符合一个小的费米面在半金属态的CaSb $_2$。我们的密度泛函理论计算表明,穿过费米能级的两个电子带与Sb 1之字形链有关,而空穴带与Sb 2之字形链有关. Sb 1之字形链形成扭曲的正方形网络,这可能将$M$ Sb $_2$族与众所周知的$M$ SbTe正方形网络半金属相关联。超导性和补偿半金属态在单晶体CaSb $_2$中的实现确立了二锑化物族作为实现拓扑超导性的候选材料类别。
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nodal higher-order topological superconductivity from a $\mathcal{C}_4$-symmetric Dirac semimetal
我们分析了CdPDMATHABMM As $_2$-like,$\mathcal{C}_4$-对称狄拉克半金属中可能出现的超导态的拓扑性质,其中两个四重简并狄拉克点在$k_z$方向上分离.不同于最简单的Weyl半金属,所有的配对订单的拓扑阻碍和节点,我们表明,拓扑阻碍狄拉克半金属配对至关重要地只存在于某些配对对称。特别是,我们专注于奇宇称$B_{1u}$和$B_{2u}$配对状态,这两个可以诱导伊辛铁磁波动。$B_{1u}$和$B_{2u}$配对态继承了正常态的拓扑阻塞,这表明这些态必须拥有四个受$\mathbb{Z}_2$负电荷保护的Bogolibov-de Gennes(BdG)狄拉克点节点。通过对Wannier态的分析,我们证明了超导态中的拓扑阻塞具有高阶性质。因此,在杆几何与间隙表面,弧的高阶马约拉纳零模式存在于某些$k_z$地区的铰链之间的BdG狄拉克点。与外尔半金属中的费米弧不同,高阶马约拉纳弧由于受到$\mathcal{C}_4$对称性保护的BdG狄拉克点的额外$\mathbb{Z}$值的π电荷而对自湮灭是稳定的。我们发现,相同的$\mathbb{Z}$值电荷也由$B_{1g}$和$B_{2g}$通道携带,其中BdG谱托管大量"节点笼",即,由节线形成的笼,对保持对称的扰动是稳定的。
2022-12-09 cond-mat.supr-con
Surface superconductivity in the topological Weyl semimetal t-PtBi$_2$
本研究利用STM/STS技术发现拓扑Weyl半金属t-PtBi$_2$在5 K下具有表面超导性,展现出高达20 meV的超导能隙及12 T的临界磁场,是技术上可行的内在拓扑超导性首要候选材料。
2024-07-22 cond-mat.supr-con
Topological $d$-wave Superconductivity and Nodal Line-Arc Intersections in Weyl Semimetals
超导外尔半金属提出了一种新的和有前途的系统,以窝藏新形式的非常规拓扑超导性。在具有$d$波超导性的时间反演对称Weyl半金属中,我们证明了Majorana锥的数目等于$d$波节线与费米弧的交点数目.我们说明了节点线弧交点的重要性,通过证明存在局部稳定的表面马约拉纳锥的缠绕数不预测。马约拉纳锥和缠绕数之间的差异需要增加的缠绕数制定占每个路口。此外,我们发现,施加额外的镜像对称性全球保护节点线弧交点和相应的马约拉纳锥。
2019-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nematic superconductivity in the topological semimetal CaSn$_{3}$
通过磁输运和μ子谱$μ$ SR测量研究了拓扑半金属CaSn $_{3}$的超导行为,两者都提供了强有力的超导行为证据.磁输运检测各向异性的上临界场,其特征在于关于$C_{4}$轴的双重对称性,从而打破了下面的立方晶格的旋转对称性。横向场$μ$ SR数据支持这样的图像,μ子去极化率强烈依赖于磁场方向,这里沿[110]或[001]晶体方向施加。在前一种情况下,没有任何额外的μ介子去极化表明一个非常规的涡旋晶格。在后一种情况下,包含至少52%的样品体积的涡旋晶格表明CaSn $_{3}$超导性的本体性质。在(001)平面中的超流密度显示出带隙的低温行为,超导能隙值为$Δ(0)\simeq 0.61(7)$ meV。附加的零场$μ$ SR结果表明,超导态是时间反演不变的。这一事实和完全带隙超导体中旋转对称性的破缺与多维表象中的非常规配对状态相一致,因此使CaSn $_{3}$成为超导体的一个重要例子。
2022-03-18 cond-mat.supr-con
Surface superconductivity in the Weyl semimetal MoTe2 detected by point contact spectroscopy
MoTe 2是一种Weyl半金属,它具有独特的非饱和磁电阻和在压力下强烈增强的超导性。在这里,我们证明了一种新的介观超导在环境压力下出现在MoTe 2的表面上的临界温度高达5 K显着超过散装Tc= 0.1 K。我们测量了MoTe 2与Ag或Cu的金属异质接触、MoTe 2的同质接触以及“软”点接触(PC)的I-V曲线的导数。大量的这些异质接触表现出dV/dI依赖性,这是Andreev反射的特征。它允许确定超导能隙Δ。平均能隙值为2Δ=1.30+/-0.15 meV,2Δ/kBTc比为3.7+/-0.4,略高于标准BCS值3.52。此外,带隙的温度依赖性遵循类似BCS的行为,这表明超导序参量具有强耦合重整化。值得注意的是,在“软”PC的dV/dI中观察到的“无间隙”单个最小值可能表明MoTe 2表面的拓扑超导状态,因为这些接触主要探测界面并避免额外的压力效应。因此,MoTe 2可能是研究新形式拓扑超导性的合适材料。
2018-07-30 cond-mat.supr-con
Unconventional Superconductivity in the Chiral Topological Semimetal Ag2Pd3S
Indian Institute of Science Education and Research Bhopal(印度科学教育研究所博帕尔分校);Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院);McMaster University(麦克马斯特大学);Technion-Israel Institute of Technology(以色列理工学院)
本研究在手性拓扑半金属Ag2Pd3S中发现非常规超导电性,通过μSR实验证实其超导态自发破缺时间反演对称性,是第一例具有本征TRS破缺的手性拓扑半金属超导体。
2026-06-29 cond-mat.supr-con
Disorder induced transition from type-I to type-II superconductivity in the Dirac semimetal PdTe$_2$
我们报告了一个掺杂的研究,旨在故意诱导无序PdTe $_2$的等电子取代的Pt。制备了两种单晶批料Pd $_{1-x}$ Pt $_x$ Te $_2$,标称掺杂浓度为x = 0.05和x = 0.10。通过能量色散X射线光谱(EDX)的样品表征显示Pt没有均匀地溶解在晶体中。对于标称值x = 0.10,从批料中切割的小单晶似乎具有x = 0.09,以及非化学计量组成Pd $_{0.97}$ Pt $_{<0.004}$ Te $_{2.03}$。磁性和热容量的测量表明,从I型到II型超导行为的过渡后,增加无序。从输运测量中,我们计算出剩余电阻率$ρ_0$ = 1.4 $μ$ $Ω$ cm足以将PdTe $_2$转变为第二类超导体。
2022-01-31 cond-mat.supr-con