锁相放大器在拓扑Kagome超导体CsV3Sb5非互易电荷传输中的应用

【概述】
2022 年，上海科技大学李军研究员团队在Research Square 发表了一篇题为《Nonreciprocal Charge Transport in Topological Kagome Superconductor CsV3Sb5》文章，报道了超导 CsV3Sb5 薄片中强烈的非互易输运现象。 二次谐波电压主要源于涡旋运动的整流效应，是由面内和面外磁场明确产生的，其幅度与非中心对称超导体相当。 二次谐波磁阻分裂成几个峰值，其中一些通过使超导过渡内的磁场或电流倾斜而反转它们的符号。 特殊非互易输运现象的涡旋动力学由非常规超导配对对称性主导，为探索 CsV3Sb5 中可能的拓扑超导性提供了一条有希望的途径。

【样品 & 测试】
传输测量在 PPMS 中进行。四端直流和交流信号分别由 Keithley 2400 和 2182a 组以及Keithley 6221 和 OE1022 锁定放大器组测量。一次和二次谐波电阻定义为Rω = Vω/I0和R2ω = V 2ω/I0，其中I0是幅度是施加的交流电流的幅度，以及一次和二次谐波电压的 V ω和 V。电流频率设置为 113 Hz 以降低噪声，二次谐波信号的相位设置为 π/2。
 

图1超导表征. (a)CsV3Sb5晶体结构.(b) 覆盖有 h-BN 的样品的光学图像.(c) 归一化电阻与不同厚度温度的函数关系.(d) 80 nm 厚样品的霍尔电阻（红色）和微分电阻（蓝色）的温度依赖性.
 

图2  (a) (b)分别沿 ab 平面和 c 轴应用的 B 下的第一（顶部）和第二（底部）谐波信号的 R - T 曲线。 虚线是二次谐波信号起始温度的指南。（C）B = 0.1 T 下  - T 曲线的过渡区域。红色虚线是顺导贡献的 Aslamazov-Larkin 拟合曲线
 

图3磁场和温度的关系
 

图4.相干长度和非线性系数。
 

图5当前对非互易性的依赖。

【总结】
我们研究了超导 CsV3Sb5 薄片中的非互易传输。 随着晶体厚度的减小，我们发现随着与CDW的竞争，超导性先增强后抑制。 当超导发生时，可以检测到强烈的非互易信号，其强度可与人工结构化或非中心对称的超导体相媲美。 二次谐波电阻可以观察为沿 ab 平面和 c 轴的磁场，这基本上可以归因于涡旋棘轮运动。 相对于磁场的非互易信号分裂成几个与磁场不对称的峰系列。 顺导区域的非互易性可以反映超导的本征性质。 我们认为破坏反转对称性的拓扑带和表面状态可能会在 CsV3Sb5 超导体中引起磁手性。

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