卡哥梅超导体 CsV3Sb5 中的贝里曲率多极子

《Nature Communications》：Berry curvature multipoles in Kagome superconductor CsV3Sb5

　　

摘要

关联体系中电子向异性相变往往伴随贝里曲率的大幅重组。非线性输运测量是区分不同种类贝里曲率多极子的有力工具，而这些多极子正是表征向异性相和拓扑变化的关键特征。本文系统测量了角状超导材料CsV₃Sb₅中直至第六次谐波的响应。结果表明，奇数次非线性霍尔效应是各向异性的主要标志。在超导转变过程中，涡旋动力学引起相位梯度??的迅速空间变化，从而使贝里曲率四极矩（BCQ）相对于贝里曲率偶极矩（BCD）显著增强。三阶非线性响应在超导转变附近急剧达到峰值，此时增强的涡旋-反涡旋涨落和非线性涡旋动力学放大了与BCQ相关的非线性霍尔响应。第一性原理计算进一步支持了这一解释，揭示了费米能级附近由手性环电流序引起的显著贝里曲率四极矩。本工作确立了BCQ作为电子各向异性灵敏探针的地位，特别是在超导涡旋动力学增强的情况下。