量子快报 | 中国科学技术大学陈仙辉院士、何俊峰教授团队:首次揭示笼目超导体中的奇异量子现象机制
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科研成果
首次揭示笼目超导体中的奇异量子现象机制
笼目晶格材料由于其特殊晶体结构,在电子能带上往往具有弱色散的平带、高态密度的范霍夫奇点以及类石墨烯的狄拉克型线性色散,使得材料可以表现出多种奇特的宏观物理性质。近期,一种新型准二维层状笼目金属材料AV3Sb5(A=K, Rb, Cs)引起了科研人员的极大兴趣。多种量子有序态在该材料体系中被发现,包括超导、电荷密度波、配对密度波、电子向列相等。其中,超导与电荷密度波的成因对于理解该体系中的奇异量子现象起着重要作用。
近日,中国科学技术大学陈仙辉院士、何俊峰教授团队与北京理工大学等单位合作,研究发现了笼目超导体中位于费米能级的范霍夫奇点,并揭示了其与超导之间的关系。在该工作中,研究人员对Ta掺杂的CsV3Sb5样品展开了研究。在这个体系中超导转变温度(超导能隙)与范霍夫奇点相对于费米能级的能量位置之间存在着强烈的关联,揭示了笼目超导体中范霍夫奇点增强超导的可行性。
高质量平面约瑟夫森结,有望实现量子拓补超导
由分子束外延技术生长的III-V族纳米片是近年新兴的半导体二维纳米结构,不仅继承了III-V族窄带隙半导体所具有的电子有效质量较小、朗德g因子较大和自旋轨道耦合作用较强等优点,还具有易于材料转移和器件制备的优势。研究表明,在InAs纳米片双栅结构器件中,可通过外加垂直电场有效调控体系的Rashba自旋轨道耦合强度。因此,InAs纳米片是研究强自旋轨道耦合和近邻超导效应共同作用下所产生的新奇物理现象的新平台。此前,尚未有报道InAs纳米片复合超导的相关研究。
近日,北京量子信息科学研究院/北京大学徐洪起教授团队与中国科学院半导体研究所赵建华研究员团队合作,基于半导体砷化铟纳米片,采用微纳加工工艺,制作了高质量平面约瑟夫森结器件,观测到背栅电压可调制的超导电流、多重安德烈夫反射和微波辐照下的夏皮罗台阶,并研究了该近邻超导效应随温度和磁场的演化规律。该工作为基于半导体InAs纳米片制备平面约瑟夫森结、研究在强自旋轨道耦合与超导态关联作用下的新奇物理现象、探索在该体系中实现量子拓扑超导的可能性奠定了基础。
行业资讯
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量子前沿特邀编辑
刘骏秋,深圳国际量子研究院研究员
兼职编辑 | 张强
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