Большинство сверхпроводящих материалов хорошо изучены и считаются традиционными. В них пары электронов, вызывающие сверхпроводимость благодаря своей конденсации, обладают максимальной симметрией. Известными исключениями являются загадочные высокотемпературные купратные сверхпроводники (с высокой температурой Tc). Узлы в их сверхпроводящей щели — признак нетрадиционности, указывающий на спаривание электронов с d-волновой симметрией.
С помощью фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением обнаружены узлы в сверхпроводящей щели полуметалла Вейля PtBi₂, что указывает на нетрадиционную i-волновую симметрию спаривания. При температуре ниже 10 К сверхпроводимость в PtBi₂ перекрывает топологические поверхностные состояния — дуги Ферми, в то время как объёмные состояния остаются нормальными.
Эти узлы расположены точно в центре дуг Ферми и указывают на наличие топологически защищённых майорановских конусов вокруг этой точки в импульсном пространстве. Теоретически выводится, что на краях ступенчатых поверхностей возникают устойчивые майорановские плоские полосы с нулевой энергией. Таким образом, поверхности PtBi₂ являются не только нетрадиционными, но и топологическими i-волновыми сверхпроводниками, а также перспективной материальной платформой для создания и управления связанными состояниями Майораны.
(a) карта поверхности Ферми, полученная с помощью FeSuMa и He-I лампы с
hν = 21,2 эВ при оконечной нагрузке типа кагоме. На врезке показано изображение низкоэнергетической электронной дифракции на монокристалле PtBi2. Жёлтым прямоугольником обозначено положение дуги на карте поверхности Ферми. (b) дуга хорошо различима на поверхности Ферми, полученной с помощью лазерной ARPES с hν = 6 эВ (оконечная нагрузка типа кагоме). (c) Распределение интенсивности импульса и энергии, соответствующее импульсному срезу дуги (украшенное сотовое завершение). (d) Кривая распределения импульса и кривая распределения энергии, построенные вдоль красных и зелёных стрелок в c.
Источник: https://www.nature.com/articles/s41586-025-09712-6