鎖相放大器在拓?fù)銴agome超導(dǎo)體CsV3Sb5非互易電荷傳輸中的應(yīng)用

【概述】
2022 年，上海科技大學(xué)李軍研究員團(tuán)隊(duì)在Research Square 發(fā)表了一篇題為《Nonreciprocal Charge Transport in Topological Kagome Superconductor CsV3Sb5》文章，報(bào)道了超導(dǎo) CsV3Sb5 薄片中強(qiáng)烈的非互易輸運(yùn)現(xiàn)象。 二次諧波電壓主要源于渦旋運(yùn)動(dòng)的整流效應(yīng)，是由面內(nèi)和面外磁場明確產(chǎn)生的，其幅度與非中心對(duì)稱超導(dǎo)體相當(dāng)。 二次諧波磁阻分裂成幾個(gè)峰值，其中一些通過使超導(dǎo)過渡內(nèi)的磁場或電流傾斜而反轉(zhuǎn)它們的符號(hào)。 特殊非互易輸運(yùn)現(xiàn)象的渦旋動(dòng)力學(xué)由非常規(guī)超導(dǎo)配對(duì)對(duì)稱性主導(dǎo)，為探索 CsV3Sb5 中可能的拓?fù)涑瑢?dǎo)性提供了一條有希望的途徑。

【樣品 & 測試】
傳輸測量在 PPMS 中進(jìn)行。四端直流和交流信號(hào)分別由 Keithley 2400 和 2182a 組以及Keithley 6221 和 OE1022 鎖定放大器組測量。一次和二次諧波電阻定義為Rω = Vω/I0和R2ω = V 2ω/I0，其中I0是幅度是施加的交流電流的幅度，以及一次和二次諧波電壓的 V ω和 V。電流頻率設(shè)置為 113 Hz 以降低噪聲，二次諧波信號(hào)的相位設(shè)置為 π/2。
 

圖1超導(dǎo)表征. (a)CsV3Sb5晶體結(jié)構(gòu).(b) 覆蓋有 h-BN 的樣品的光學(xué)圖像.(c) 歸一化電阻與不同厚度溫度的函數(shù)關(guān)系.(d) 80 nm 厚樣品的霍爾電阻（紅色）和微分電阻（藍(lán)色）的溫度依賴性.
 

圖2  (a) (b)分別沿 ab 平面和 c 軸應(yīng)用的 B 下的第一（頂部）和第二（底部）諧波信號(hào)的 R - T 曲線。 虛線是二次諧波信號(hào)起始溫度的指南。（C）B = 0.1 T 下  - T 曲線的過渡區(qū)域。紅色虛線是順導(dǎo)貢獻(xiàn)的 Aslamazov-Larkin 擬合曲線
 

圖3磁場和溫度的關(guān)系
 

圖4.相干長度和非線性系數(shù)。
 

圖5當(dāng)前對(duì)非互易性的依賴。

【總結(jié)】
我們研究了超導(dǎo) CsV3Sb5 薄片中的非互易傳輸。 隨著晶體厚度的減小，我們發(fā)現(xiàn)隨著與CDW的競爭，超導(dǎo)性先增強(qiáng)后抑制。 當(dāng)超導(dǎo)發(fā)生時(shí)，可以檢測到強(qiáng)烈的非互易信號(hào)，其強(qiáng)度可與人工結(jié)構(gòu)化或非中心對(duì)稱的超導(dǎo)體相媲美。 二次諧波電阻可以觀察為沿 ab 平面和 c 軸的磁場，這基本上可以歸因于渦旋棘輪運(yùn)動(dòng)。 相對(duì)于磁場的非互易信號(hào)分裂成幾個(gè)與磁場不對(duì)稱的峰系列。 順導(dǎo)區(qū)域的非互易性可以反映超導(dǎo)的本征性質(zhì)。 我們認(rèn)為破壞反轉(zhuǎn)對(duì)稱性的拓?fù)鋷Ш捅砻鏍顟B(tài)可能會(huì)在 CsV3Sb5 超導(dǎo)體中引起磁手性。

【參考文獻(xiàn)】
✽ Jun Li, Yanpeng Qi, Yueshen Wu, Qi Wang, Xiang Zhou, Jinghui Wang, et al.Nonreciprocal Charge Transport in Topological Kagome superconductor CsV3Sb5 | Research Square