本报讯（记者温才妃）近日，西湖大学特聘研究员林效团队与西湖大学讲席教授吴从军团队、北京理工大学准聘教授王秩伟团队合作，首次报道了单一超导器件CsV3Sb5（铯钒锑，以下缩略为CVS）材料中存在的零磁场超导二极管效应和磁通量子化形成的超导干涉图案，揭示了CVS材料存在时间反演对称性破缺、超导畴，以及可能的环路超流。相关研究成果发表于《自然》。

竹编是中国非遗手工艺技术之一。由正六边形和三角形交替组成的六角眼，是竹编最常见的纹样。它有一个别称：笼目。笼目超导材料，专指“结构”（原子的排布）具有笼目的周期性，且存在超导电性的材料。这种材料晶体构型新颖独特、电子结构丰富多彩、电子序奇异有趣，拥有许多独特的物理性质，因而成为超导体领域的焦点。

林效实验室从事博士后研究的乐天提出了一个大胆的猜想：CVS这种新型超导材料，会不会在零磁场条件下天然具备二极管“天赋”？团队最终确认了实验观测到的零磁场超导二极管效应的真实性，在一定程度上证明了CVS材料在超导态的时间反演对称性破缺。

在实验中，他们意外观看到了一场曼妙“舞蹈”——超导临界电流随磁场变化的周期性振荡图案。通过对CVS器件反复升降温测量，他们发现零磁场超导二极管的极性以及超导干涉图案会发生改变，从而充分证实了超导畴的设想。吴从军团队基于已有的实验结果构建了超导畴中形成超导环路的理论模型，给出的理论计算与实验结果定性上符合，初步提供了理论的图像。

这项工作首次揭示了超导材料CVS此前从未被发现的一些特质，为未来笼目超导材料和超导量子电子学研究提供了重要的实验证据与实验方向。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07431-y