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我院王杭栋副教授(通讯作者)在《Physical Review Research》上发表高水平文章

来源 : 世界杯官方买球网址     作者 : 世界杯官方买球网址     时间 : 2022-07-15  访问量 : 247

图:La3Pt3Bi4中的“节点环”和超导转变

图:La3Pt3Bi4中的“节点环”和超导转变

近日,我院研究生李亮、浙大博士生智国翔在我院王杭栋副教授和浙大曹超教授、方明虎教授指导下,在著名的334化合物La3Pt3Bi4中第一次从理论上预言了电子能带上的“节点环”结构,并第一次在实验上证实了低温的超导电性,相关工作以“Superconductivity in the nodal-line compound La3Pt3Bi4”为题在线发表于Physical Review系列新期刊《Physical Review Research》(Phys. Rev. Research 4, L032004 (2022)),杭师大世界杯官方买球网址硕士生李亮和浙大博士生智国翔为共同第一作者,王杭栋副教授、曹超教授和方明虎教授为通讯作者,杭州师范大学为第一单位。这是杭州师范大学首次以第一单位在该期刊上发表学术论文。

有别于拓扑平庸的超导体,拓扑超导体有可能成为“马约拉纳准粒子”或“马约拉纳零能模”的有效载体材料,这种准粒子满足非阿贝尔任意子统计规律,对它们的编织操作已被认为是实现容错拓扑量子计算的重要途径。由于其新奇的物理特性和在量子计算中的应用潜力,拓扑超导体在近年来成为了凝聚态物理中重要的研究热点。另一方面,拓扑“节点线”材料中诱导的超导电性,有可能会实现所谓的“高阶”拓扑超导。虽然电子能带结构上具有拓扑“节点”的半金属材料已经不算少,但在自旋-轨道耦合作用下仍保持拓扑“节点线”的半金属却仍然罕见,更不用说在大块拓扑“节点线”材料上实现本征的拓扑超导。

在334的Ln3T3X4 (Ln=镧系元素, T=Cu、Au、Rh、Pd或Pt,X=Sb 或Bi)化合物家族中,早期重点研究了那些具有重费米特性的Ce基化合物,比如近藤绝缘体Ce3Pt3Bi4等,而与其相对应的La3Pt3Bi4,则少有关注。在本工作中,我们通过第一性原理计算,首次表明La3Pt3Bi4在费米面附近存在拓扑“节点环”结构,并且这些拓扑“节点环”受晶体的滑移-镜像对称性保护,即使考虑自旋-轨道耦合相互作用,仍然没有打开能隙;同时,我们第一次在1.1K以下发现了大块的超导电性现象,这些发现表明La3Pt3Bi4有可能为 “节点环”系统中研究奇异拓扑超导电性提供了一个新的材料平台。

文章DOI:10.1103/PhysRevResearch.4.L032004


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