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摘要：研究小组利用深紫外激光器，在世界上首次成功高精度地测量了具有笼目晶格的超导体的“超导间隙结构”，证实了表示超导状态下电子对配对强度的“超导间隙”的大小不取决于电子的轨迹或运动方向。

关键词：深紫外激光器、超导间隙结构、电子对、荷密度波跃迁、时间反演对称性

研究小组阐明了一种“超导间隙结构”，在最近作为“非常规超导体”之一而备受关注的具有“笼目(Kagome)晶格”的超导体中，该结构是阐明超导机制的重要线索。

本次研究的主题物质——CsV₃Sb₅作为非常规超导体，是一种具有笼目晶格的超导体，其绝对温度约93K（开尔文），表现出被称为“电荷密度波跃迁”的相变，其中物质中电子的电荷密度周期性地调制，并且在大约3K时表现出超导性。

此外，由于已经有证据表明伴随着电荷密度波跃迁，出现时间反演对称性破坏，因此人们开始关注在超导状态下发生时间反演对称性破坏的可能性。然而，由于表现出超导性的温度较低，因此人们很难阐明其超导状态的全貌。

研究小组注意到，当用少量铌(Nb)或钽(Ta)代替CsV₃Sb₅中的钒(V)时，超导转变温度会升高。此外，当用铌代替7%的钒时，超导转变温度会升高约5K，但电荷密度波跃迁仍然存在，然而当用钽代替14%的钒时，超导转变温度虽然升高到同样程度，但电荷密度波跃迁将消失。

因此，通过研究这两种材料的超导状态细节，人们有望理解电荷密度波跃迁与超导之间的关系。此外，通过将日本Oxide公司研发的“深紫外连续波激光器”引入东京大学研发的具有世界最高性能的“极低温超高分辨率激光角分辨光电子能谱仪”中，可以更精确地研究这两种样品的超导状态。

最终，研究小组在世界上首次成功高精度地测量了具有笼目晶格的超导体的“超导间隙结构”。研究表明，在这两种样品中，表示超导状态下电子对配对强度的“超导间隙”的大小不取决于电子的轨迹或运动方向。

此外，在电荷密度波跃迁已经消失的钽取代样品中，研究小组获得了表明超导状态下时间反演对称性被破坏的结果。由此表明，在这些具有笼目晶格的超导体中，无论是否存在电荷密度波跃迁，都可以实现一种被称为“手性超导”的特殊超导状态，其中时间反演对称性被顺时针或逆时针旋转的电子对破坏。

研究小组表示，利用“深紫外连续波激光器”，未来有望阐明各种超导体中超导状态的详细信息，并有望发现前所未有的超导机制。

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东京大学：利用深紫外激光器阐明超导间隙结构