今年以来，重费米子资料UTe2中低温超导态的发现引起了很多人的重视。核磁共振试验发现其超导或许为自旋三重态配对，比热丈量提醒其配对能隙具有点节点，可是比热系数在零温极限下外延到正常态的一半，因此理论主张超导态为非幺正的等自旋三重态配对，只要一个自旋取向发作配对，另一自旋取向仍坚持为正常态，然后或许具有非平凡的拓扑激起。
图1：UTe2的能带结构，在较强的库仑效果下出现出金属行为。
为了了解UTe2的超导性质，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心EX9组研究员杨义峰教导博士研究生徐远骥与盛玉韬使用第一性原理办法（DFT+U）对该资料进行了仔细剖析，发现其磁和能带性质遭到f电子库仑效果的很大影响。如图1和图2所示，不考虑库仑效果时，能带核算给出半导体带隙，与试验不符，只要引进较强库仑效果后才干得到试验要求的金属型能带（图1），该定论也得到了动力学均匀场核算（DFT+DMFT）的支撑。在此情况下，UTe2的磁性质出现出重费米子系统中罕见的梯子（two leg ladder）结构（图2），并具有电子型和空穴型两个准二维费米面（图3）。对此类费米面，对称性剖析标明，只要强自旋－轨迹耦合下的B2u或B3u标明才具有点节点（图4）。考虑到空穴型费米面具有更大的有用质量和更好的嵌套（nesting），超导态应为B3u配对，点节点预期在空穴型费米面上。
图2：UTe2的磁性质，在较强的库仑效果下出现出梯子结构。
以上剖析意味着UTe2在零场下的超导态并非开始以为的非幺正等自旋配对，不具有从前希望的奇特拓扑性质，一起预言其外延的零温比热系数应趋于零。风趣的是，在上述作业的一起，新的试验发现比热在更低温度下上翘，零温外延的剩下比热或许源自某种量子临界散射的奉献；热导丈量也标明载流子浓度在零温趋于零，并支撑点节点坐落a轴方向（空穴费米面），与核算契合。理论发现的特别磁性质意味着该系统在磁场和压力调控下会出现杂乱行为，值得深入研究。PRL审稿人谈论以为，此作业为了解UTe2供给了一个根本的结构。
图3：UTe2的准二维费米面，其间空穴型费米面出现出较大的有用质量与较强的嵌套性质。零场下超导为B3u配对，点节点坐落空穴型费米面上。
图4：UTe2自旋三重态配对的或许标明。对准二维费米面，对称性剖析标明只要强自旋－轨迹耦合的非幺正B2u和B3u标明具有点节点。
论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.217002
（来历：中国科学院）
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