第二证券建立笼目超导体CsV₃Sb₅中超导配对对称性的压力演化相图

探索非常规超导配对对称性及其形成机制是凝聚态物理领域的重要前沿方向。某些非常规超导材料不仅有望揭示高温超导起源第二证券，还能为实现拓扑量子计算搭建重要平台。近年来，笼目超导体CsV₃Sb₅的发现引发了对其丰富量子现象的广泛关注。尤其是在压力调控下，CsV₃Sb₅的CDW序被单调抑制，而超导转变温度Tc呈双拱形变化，暗示其超导配对机制可能涉及多种序参量的相互作用，为研究非常规超导提供了理想的平台。然而，由于实验需要高静水压和极低温条件，针对CsV₃Sb₅电子关联和超导配对行为随压力演化的系统性研究仍较为有限。

近年来，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心HX-02课题组在该体系中取得了一系列研究进展。早期工作中，他们通过核磁共振（NMR）和核四极矩共振（NQR）实验确认了CDW的微观调制结构，并在电荷序内发现额外的电荷调制行为[npj Quan. Mater. 7, 30 (2022)]。随后在高压下，他们发现电荷调制由公度逐步演化为非公度，并观测到压力下的CDW量子临界点及自旋涨落的增强[npj Quan. Mater. 8, 23 (2023)]。

在此基础上，HX-02课题组冯旭阳博士生和罗军副研究员等人在高质量CsV₃Sb₅单晶样品上开展了极低温高压NQR实验，进一步揭示了超导能隙结构及对称性特征。他们发现：（1）常压下，自旋晶格弛豫率1/T₁在Tc之下出现小的Hebel-Slichter相干峰，而在T≈0.4Tc之下呈T3依赖，表明CsV₃Sb₅在常压下具有含线节点的多能隙结构；（2）在压力超过CDW的量子临界压力（Pc≈1.85GPa）后， Hebel-Slichter相干峰消失，但1/T₁在Tc之下以快于T5的速度下降，表明超导能隙完全打开；（3）P > Pc区域内，上临界磁场HC2均呈现出二重对称性，表明超导态破坏了C6对称性。综合实验结果，研究团队提出CsV₃Sb₅在高压下形成s + id配对态，这不仅具有完全打开的超导能隙，还自发打破晶体的C₆旋转对称性，并指出压力下增强的自旋涨落可能促进了该配对态的形成。此外，实验还发现局域电场梯度在s + id超导态内出现的电荷再分布及C₆对称性破缺行为。

图1 (a) CsV₃Sb₅的温度-压力相图及自旋晶格弛豫率1/T1温度依赖随压力的演化。(b) 上临界磁场Hc2的各向异性随压力的演化。

该工作不仅明确了CsV₃Sb₅中电子关联和非常规超导配对随压力的演化特征，也为理解该体系中电荷有序、自旋涨落与非常规超导之间的相互作用关系提供了关键实验依据第二证券，并为后续理论模型的建立提供了重要参考。这项工作以“Fully-gapped superconductivity with rotational symmetry breaking in pressurized kagome metal CsV3Sb5”为题发表于Nature Communications 16, 3643 (2025)，物理所博士生冯旭阳为第一作者，周睿研究员为通讯作者，文章的合作者还包括中国科学院物理研究所高鸿钧院士和杨海涛研究员团队，日本冈山大学的郑国庆教授等。该研究受到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学院和综合极端条件实验装置的支持。

编辑：Chocobo

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