近日，北京理工大学物理学院姚裕贵教授、施训教授、王秩伟研究员团队，与东京大学钟益桂博士、Kozo Okazaki教授，中科院理论物理研究所吴贤新研究员，南方科技大学殷嘉鑫教授和瑞士保罗谢勒研究所Zurab Guguchia教授等人合作在《自然》杂志发表论文“Nodeless electron pairing in CsV₃Sb₅-derived kagome superconductors”，揭示了笼目超导体中稳健的无节点超导能隙，为研究其超导配对机理提供了关键实验依据。
超导是凝聚态物理中的重要前沿领域，在其百年的研究历程中，阐明超导微观机理和探索常温常压超导体是科研人员的不懈追求。由于笼目晶格的独特几何特征以及与之伴随的新颖电子特性，近年发现的笼目超导体成为探究复杂电子序中的超导态的又一类新平台。为了阐明其中的超导电性及其与多相之间的合作或竞争关系，一个关键但尚缺乏共识的问题则是确定超导能隙对称性。
在该工作中，研究人员利用高分辨的角分辨光电子能谱仪在极低温环境下对CsV₃Sb₅系列超导体开展了精确的谱学研究，从动量空间对全部费米面的超导能隙结构进行了反复测量和仔细分析，首次直接揭示了其中无节点的超导能隙（图1），消除了学界对该问题的持续争议。
进一步地，研究人员通过细致的化学替换，将部分钒原子可控地替换为同族更大的铌或钽原子，从而精确调控超导序和电荷密度波序（图2）。通过对相图中有无电荷密度波序的区域进行比对研究，发现超导能隙均显示为无节点和各向同性（图3）。如此稳健的能隙结构极大缩窄了超导配对对称性的候选范围，同时结合缪子散射实验发现该超导态破坏时间反演对称性，指向了 d + id 波超导配对的可能性。
该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、北理工青年教师学术启动计划等项目的支持。

图1.Cs(V_0.86Ta_0.14)₃Sb₅超导能隙的高精度谱学特征（左）及其动量依赖关系（右）

图2.CsV₃Sb₅体系中元素替换的超导相图

图3.CsV₃Sb₅体系中稳健的无节点超导配对
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-05907-x