2022年12月21日，Nature在线发表了普林斯顿大学Jia-Xin Yin、Biao Lian和M. Zahid Hasan课题组的研究论文，题目为《Topological kagome magnets and superconductors》。

kagome晶格在其电子结构中具有狄拉克费米子(Dirac fermions)、平带(flat bands)和范霍夫奇点(van Hove singularities)。狄拉克费米子编码拓扑；平带有利于关联现象，如磁性；范霍夫奇点可导致不稳定的长程多体序，从而实现和发现一系列具有奇异性质的拓扑kagome磁体和超导体。近年来，kagome材料的研究进展揭示了由几何(geometry)、拓扑(topology)、自旋(spin)和关联(correlation)之间的量子相互作用所引起丰富的涌现现象。在此综述中，作者回顾了该领域的关键进展，从kagome晶格的基本概念开始，到Chern和Weyl拓扑磁性的实现，再到各种平带多体关联性，最后到非常规电荷密度波和超导的难题。作者强调了理论思想和实验观察之间的联系，以及kagome磁体和kagome超导体之间的量子相互作用之间的联系，以及它们与拓扑绝缘体(topological insulators)、拓扑超导体(topological superconductors)、Weyl半金属(Weyl semimetals)和高温超导体(high-temperature superconductors)中概念的关系。这些进展广泛地连接了拓扑量子物理和关联在广泛体相材料中的多体物理，并极大地推进了拓扑量子物质的前沿。

图1 kagome电子的基本概念

图2 Chern量子相位与自旋轨道可调性

图3 Weyl费米子与反铁磁自旋电子学

图4 平带关联与多体共振

图5 电荷密度波与超导性质

【论文链接】

Yin, JX., Lian, B. & Hasan, M.Z. Topological kagome magnets and superconductors. Nature, 2022, 612, 647–657.

【其他相关文献】

[1] Ye, L., Kang, M., Liu, J. et al. Massive Dirac fermions in a ferromagnetic kagome metal. Nature, 2018, 555, 638–642.

[2] Yin, JX., Zhang, S.S., Li, H. et al. Giant and anisotropic many-body spin–orbit tunability in a strongly correlated kagome magnet. Nature, 2018, 562, 91–95.

中国科学技术大学陈仙辉团队Nature: 压力下kagome超导体CsV3Sb5中的电荷序

麻省理工学院Kang Mingu团队Nat. Mater.:kagome金属的电荷序情况及其与超导的竞争

美国橡树岭国家实验室苗虎团队Nat. Commun.:kagome超导体CsV3Sb5中联合电荷密度波的发现