Ising超导体中的多能隙超导电性：(LaSe)1.14(NbSe2)m失配层状化合物的案例
Multigap superconductivity in Ising superconductors: The case of (LaSe)1.14(NbSe2)m misfit layer compounds
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中文总结 AI 辅助
本研究通过扫描隧道谱学揭示(LaSe)1.14(NbSe2)m失配层状化合物中存在强各向异性多能隙超导态，其Γ中心能隙脆弱而K/K'能隙稳健，结合Migdal-Eliashberg计算表明可能涉及超越s波的拓扑配对，为非常规超导提供可调块体平台。
中文摘要 AI 辅助
过渡金属二硫属化物中强烈的自旋-轨道耦合和破缺的反演对称性产生了Ising超导电性，这是一种自旋保护的配对态，最初在单层NbSe$_2$中通过远超Pauli极限的面内临界场被识别。最近，Ising超导电性被提出作为在块体失配化合物中实现非常规甚至拓扑超导电性的潜在途径。在此，我们研究了由交替的过渡金属二硫属化物和岩盐层组成的层状失配化合物的超导有序参量，这些化合物在三维晶体中承载着高度掺杂、电子学上解耦的NbSe$_2$层。通过对失配超导体(LaSe)$_{1.14}$(NbSe$_2$)和(LaSe)$_{1.14}$(NbSe$_2$)$_2$进行定向扫描隧道谱学测量，我们发现了一个强各向异性的多能隙超导态：一个位于$\Gamma$中心费米面口袋上的脆弱能隙与K和K$'$口袋上的稳健本征能隙共存。这些特征与从各向异性Migdal-Eliashberg计算获得的动量分辨能隙$\Delta(\mathbf{k})$定量一致。$\Gamma$中心能隙的显著脆弱性，加上临界温度对非磁性无序的强烈敏感性，表明配对超出了传统的$s$-波对称性，可能涉及拓扑序参量。这些结果确立了基于NbSe$_2$的失配化合物作为多能隙、非常规超导电性的可调块体平台，其中Ising保护为拓扑配对提供了一条有前景的途径。
英文摘要
Strong spin-orbit coupling and broken inversion symmetry in transition metal dichalcogenides give rise to Ising superconductivity, a spin-protected pairing state first identified in monolayer NbSe$_2$ through in-plane critical fields far exceeding the Pauli limit. More recently, Ising superconductivity has been proposed as a potential route to unconventional and even topological superconductivity in bulk misfit compounds. Here, we investigate the superconducting order parameter of layered misfit compounds composed of alternating transition metal dichalcogenide and rocksalt layers, which host extremely doped, electronically decoupled NbSe$_2$ sheets within a three-dimensional crystal. Using directional scanning tunneling spectroscopy on the misfit superconductors (LaSe)$_{1.14}$(NbSe$_2$) and (LaSe)$_{1.14}$(NbSe$_2$)$_2$, we uncover a strongly anisotropic multigap superconducting state: a fragile gap on the $Γ$-centered Fermi-surface pocket coexists with a robust, intrinsic gap on the K and K$'$ pockets. These features are in quantitative agreement with momentum-resolved gaps $Δ(\mathbf{k})$ obtained from anisotropic Migdal-Eliashberg calculations. The marked fragility of the $Γ$-centered gap, combined with the strong sensitivity of the critical temperature to non-magnetic disorder, points to pairing beyond conventional $s$-wave symmetry, potentially involving a topological order parameter. These results establish NbSe$_2$-based misfit compounds as a tunable bulk platform for multigap, unconventional superconductivity, with Ising protection offering a promising route toward topological pairing.
发表机构
- Sorbonne Université（索邦大学）
- CNRS-UMR 7588（法国国家科学研究中心联合研究实验室7588）
- Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
- Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies（纳米科学与技术中心）
- Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院实验物理研究所）
- P. J. Safarik University（帕尔沙菲里克大学）
- Universität Würzburg（维尔茨堡大学）
- Université de Nantes（南特大学）
- Institut des Matériaux Jean Rouxel（让·鲁克塞尔材料研究所）
- CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）
- Università degli Studi dell’Aquila（阿奎拉大学）
- University of Trento（特伦托大学）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
