PdTe超导体中电子关联效应与异常光谱演化的深度解析及其对拓扑超导研究的启示

本研究通过深度分辨高分辨光电子能谱(ARPES)和密度泛函理论(DFT)，揭示了重金属超导体PdTe的电子结构特征。团队发现其价带存在高密度的费米能级态和强Pd 4d-Te 5p杂化共价键特性，核心能级谱显示电子关联效应及表面重构导致的异常化学位移，为理解该材料的非常规超导机制和表面-体差异提供了关键实验证据，对拓扑超导材料设计具有重要指导意义。

　　

在探索下一代量子技术的浪潮中，兼具拓扑特性和超导性的材料成为凝聚态物理研究的前沿焦点。PdTe作为一种典型的强自旋轨道耦合(SOC)超导体，其4.5 K的超导转变温度虽早被报道，但关于其电子关联强度和表面态对超导的影响始终存在争议。印度塔塔基础研究所等机构的研究团队通过创新性的深度分辨光电子能谱技术，首次系统揭示了该材料中电子关联与表面重构的协同作用机制。

研究采用改性布里奇曼法制备高质量PdTe单晶，结合同步辐射光源的变激发能光电子能谱(从真空紫外到软X射线波段)实现深度分辨探测，辅以考虑自旋轨道耦合的GGA+SO密度泛函理论计算。样本队列来源于自主生长的3 mm直径单晶，通过Laue衍射和XRD验证了P6₃/mmc空间群的六方结构纯度。

Results and discussions部分显示：1) 价带谱在费米能级附近呈现平台状高态密度，GGA+SO计算证实其为Pd 4d-Te 5p杂化的反键态主导；2) Pd 3d核心能级出现显著卫星峰，表明4d电子存在强关联效应，这与传统BCS超导体明显不同；3) 深度分辨谱发现Te 4f表面峰结合能位移量(≈0.8 eV)远超Pd 3d(≈0.3 eV)，通过排除电荷转移和能带变窄模型，证实表面原子重构或空位是主因。

Conclusion部分强调：该工作不仅通过实验观测到PdTe中电子关联对超导配对的影响，还发现表面态重构会导致Te原子产生反常的大化学位移。这些发现为理解Fe基硫族化合物与PdTe超导机制的相似性提供了新视角，其深度分辨技术方案对研究其他拓扑超导材料的表面-体差异具有范式意义。论文中揭示的共价键主导的 itinerant states（巡游态）特性，为设计新型强SOC超导材料提供了关键电子结构参数。值得注意的是，Kalobaran Maiti团队在讨论部分特别指出，表面重构效应可能导致拓扑表面态与超导序参量的非平庸耦合，这或将成为后续研究的重要方向。