近日，理學院上海市高溫超導重點實驗室的國家級青年人才尹鑫茂教授等及合作者在凝聚態物理及材料領域國際著名期刊《Advanced Materials》上發表題為“Orbital hybridization-driven charge density wave transition in CsV3Sb5 Kagome superconductor”的研究性論文。主要作者包含本校師生蔡傳兵教授、尹鑫茂教授🗳、田立君教授、兼職教授陳智新🚿、張淩峰副研究員、郭艷群副教授、周迪帆副研究員👸🏻、鮑金科副研究員及2021級博士生韓淑倫、2021級碩士生劉慧敏🔬、2018級應用物理專業本科生季嘉誠（其本科畢業設計中部分內容）🎇，以及其他單位合作者等👯‍♀️🧻。万事平台物理系是論文的第一完成單位和通訊單位，2021級博士生韓淑倫為第一作者。

在量子材料中，由於復雜的量子多體作用產生的對稱性破缺而導致的量子相變，如高溫超導相變🧐、磁相變、長程電荷密度波（CDW）相變、玻色愛因斯坦凝聚等，是當今前沿凝聚態物理中一個非常重要的研究方向。近期科學家們發現的具有籠目（Kagome）結構的新型超導量子材料AV3Sb5（A = K, Rb, Cs）中存在的對稱性破缺使其能同時展現出超導、拓撲表面態🚶🏻‍♂️‍➡️、CDW相變、電子向列相等多種復雜量子相變，從而為研究這些復雜量子現象提供了很好的平臺。Kagome晶格是由正六邊形和正三角形組成的一種平面密鋪結構，由於其不尋常的幾何特點而具有非常豐富的能帶結構特征☝🏽，包括平帶👜、類石墨烯狄拉克型色散以及範霍夫奇點等🌿，從而誘導產生一系列關聯拓撲物態🦹🏻‍♂️。其中超導態與CDW態之間總是存在錯綜復雜的競爭現象👨🏼‍🎓，探索超導與CDW之間的密切關系及其物理機製也是超導領域的關鍵問題之一。雖然CDW有序態在其他體系中曾有過諸多報道⇢，但關於其內在機製的討論仍缺乏一個統一觀點。

在這篇最新論文中🕵🏽‍♀️，尹鑫茂教授團隊通過先進光譜技術-同步輻射變溫X射線吸收光譜和第一性原理計算相結合的方式，首次提出了軌道雜化效應是Kagome超導體中產生CDW量子相變的驅動因素，探索了CDW的物理起源♈️，並確定了AV3Sb5的CDW基態結構。由於V3d-Sb5p軌道雜化的驅動作用🐦🤳🏿，V原子在CDW相變溫度（TCDW=94 K）附近發生位移🕵🏻‍♀️，最終晶格由原始相（Pristine）轉換為逆大衛星（Inverse Star of David）結構。這一結果突出表明了Sb原子軌道在相變中所起到的關鍵作用，是識別Kagome超導體中量子相變關鍵因素的重大突破👮🏿，對一系列後續研究有啟發作用。該團隊從軌道耦合的角度對CDW量子相變過程進行了創新性地探討🏋🏽‍♂️，為其他非常規量子態的軌道起源提供了新的探索性見解，同時也為進一步揭開超導態與其他有序態之間的競爭及互補機製提供了新契機。

本工作得到國家自然科學基金項目（No. 52172271）和國家重點研發計劃項目（No. 2022YFE03150200），中科院戰略性先導科技專項B類（No. XDB25000000）等項目支持。近年來，上海市高溫超導重點實驗室在非常規超導的寬波段光譜學研究🦹🏽‍♂️、高溫超導關鍵成材技術、強電應用和關聯氧化物電子自旋等方向上形成了很好的國際化研究氛圍和影響力🧖🏿。

論文鏈接🏌🏻‍♂️：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202209010