最近被发现的具有钒Kagome格子的层状化合物AV₃Sb₅ (A=K, Rb, Cs)系列具有丰富的物性，为研究超导、电子关联以及拓扑及其相互作用提供了一个理想的平台。AV₃Sb₅体系在78~103 K会发生面内2*2的晶格周期调制，即电荷密度波（charge density wave，CDW）转变。已有研究发现该电荷密度波存在非常规的磁响应，在高压下与超导态相互竞争，并且可能与巨大的反常霍尔效应紧密关联。因此，研究AV₃Sb₅系列在电荷密度波态的电子结构，对于理解电荷密度波的起源和特性以及与其它丰富物性的关系具有重要意义。

　　中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室周兴江研究组的博士生罗海兰、博士后高强，联合T06组的蒋坤特聘研究员、博士后顾雨豪，以及EX10组的石友国研究员、博士生刘宏雄等，利用角分辨光电子能谱技术，对Kagome KV₃Sb₅超导体的电子结构开展了系统的研究，从光电子能谱中观察到了2*2 CDW引起的电子结构重构，测量了费米面依赖以及动量依赖的CDW能隙大小，发现了钒基轨道主导的能带具有电声子耦合的特征，为理解CDW的起源提供了重要信息。

　　他们利用高分辨角分辨光电子能谱技术详细测量了KV₃Sb₅的费米面、能带结构和CDW能隙。发现实验测得的费米面（图1）以及能带结构(图3）与能带计算的结果具有很高的一致性，说明KV₃Sb₅中的电子关联效应相对较弱。此外，他们还首次用角分辨光电子能谱直接观测到KV₃Sb₅中2*2 CDW引起的电子结构重构，其中包括费米面的重构 (图2a和2f），从布里渊区边界中点M折叠到布里渊区中心Γ的能带结构（图2c, 2g, 2h 和2i），以及在原始和重构布里渊区边界打开的CDW能隙（图3）。 特别是他们测得了钒基轨道主导的不同费米面上CDW能隙和动量的依赖关系，发现了CDW能隙具有强烈的各向异性（图4）。在所有钒基轨道主导的穿越费米能的能带上，都发现了明显的色散扭折(kink)，对应的能量位置在36meV左右，符合电声子耦合的特征（图5）。以上的实验结果表明，KV₃Sb₅中电子关联效应较弱，电声子耦合在CDW转变中可能起着重要的作用，这为理解CDW起源及其与超导的关系提供了重要信息。

　　相关研究结果发表在近期的Nature Communications上，Hailan Luo et al.， Electronic nature of charge density wave and electron-phonon coupling in Kagome superconductor KV₃Sb₅, Nature Communications 13, 273 (2022)。上述研究工作获得了国家自然科学基金委、科技部和中国科学院等的资助。

　　相关文章链接： https://doi.org/10.1038/s41467-021-27946-6

图1.  KV₃Sb₅测量的费米面(e,f)与能带计算的费米面(g)

图2.  2*2 CDW引起的费米面(a,b,f)和能带结构(c,g)的重构

图3.  2*2 CDW引起的能带劈裂以及CDW能隙的打开

图4.  费米面依赖以及动量依赖的CDW能隙

图5. 实验观察到的电声子耦合特征