上海同步辐射线站03U研究团队利用高分辨微区ARPES揭示笼目超导体KV₃Sb₅中电子向列序的起源 

　　

 

　　近年来，笼目超导体AV₃Sb₅（A=K，Rb，Cs）因其特殊的几何阻挫晶格结构和非常规超导特性而受到广泛的关注，特别地，这三类材料在 80～100 K都发现了电荷密度波转变，最初的扫描隧道显微镜表明，这类材料中存在2×2的电荷密度波，然而，随后的研究中发现AV₃Sb₅中存在着电子向列相，这种新奇电子相破缺了原本的六重旋转对称性，将对称性降低到二重。我们利用高分辨微区角分辨光电子能谱技术，对笼目超导体KV₃Sb₅在电子向列序下的能带结构进行了精细的表征工作，研究发现，由2×2电荷密度波引起的折叠带发生了显著的对称性破缺现象，通过改变样品相对于光的几何配置的方法，确认了这种对称性破缺的现象来源于样品本征对称性破缺，而非矩阵元效应引起的谱重变化。进一步，该工作通过扫描样品不同区域，发现了多个对称性破缺方向呈120度夹角的晶畴，验证了其来源于样品自身的自发对称性破缺。该工作表明这种对称性破缺可能来源于KV₃Sb₅的三维2×2×2 CDW相变，相邻层的2×2 CDW相变中心间的π相位移动导致了六重旋转对称性破缺的产生。该工作进一步结合密度泛函理论计算、单晶XRD和角分辨光电子能谱结构，证明了KV₃Sb₅在电子向列相中存在三维CDW相变。对笼目超导体电荷密度波态电子结构的解析，为理解电子向列相的驱动机制和进入超导态前的电子预配对模式提供有力的实验基础。该工作发表在Nano Letters 2023, 23, 5625-5633。

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.3c01151