Des chercheurs du Laboratoire National d’Argonne, de l’Université Hofstra et du LNCMI – Toulouse ont effectué des mesures d’oscillation quantique sur des monocristaux de haute qualité de CsV3Sb5 (un supraconducteur à ODC avec une structure cristalline en réseau de Kagome) en utilisant la technique de l’oscillateur à diode tunnel à des champs magnétiques élevés allant jusqu’à 86 T.
Les données à fort champ magnétique révèlent une séquence d’orbites avec rupture magnétique qui permettent de construire un modèle pour la surface de Fermi repliée de CsV3Sb5 (Fig. a). Ils ont découvert de grands feuillets triangulaires de la surface de Fermi qui constituent près de la moitié de la zone de Brillouin repliée (Fig. b). Ces feuillets de la surface de Fermi servent de « blocs élémentaires» pour une série de fréquences régulièrement espacées dans le spectre d’oscillation à fort champ (Fig. (c)).
Il est à noter que ces feuillets n’ont pas encore été détectés par spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES) et qu’ils présentent un emboitement prononcée (nesting). Les chercheurs ont également extrait la phase de Berry des orbites électroniques à partir du diagramme des niveaux de Landau proches de la limite quantique, et donc sans besoin d’ extrapoler, établissant ainsi sans ambiguïté le caractère topologique non trivial de plusieurs bandes d’électrons.
Ces résultats fournissent des indications précieuses sur l’interaction entre l’ODC et la topologie non triviale dans les métaux de Kagome lamellaires AV3Sb5 (A=K, Rb, Cs) récemment découverts. Ils mettent également en évidence la complémentarité des différentes techniques expérimentales dans l’étude des matériaux complexes.
Reference :
R. Chapai, M. Leroux, V. Oliviero, D. Vignolles, N. Bruyant, M. P. Smylie, D. Y. Chung, M. G. Kanatzidis, W.-K. Kwok, J. F. Mitchell, U. Welp, Magnetic breakdown and topology in the Kagome superconductor CsV3Sb5 under high magnetic field, Phys. Rev. Lett. 130, 126401 (2023).
Figure:
(a) Schéma de la surface de Fermi reconstruite 2’2 de CsV3Sb5 pour kz = ±π/c dans des zones répétées. Les lettres majuscules se réfèrent aux points de la zone de Brillouin.
(b) Schéma agrandi des orbites x2 et v.
(c) Section haute fréquence du spectre d’oscillation à 1,5 K sur une échelle de champ logarithmique. L’orbite k correspond à la somme des orbites x2 et v, tandis que l’orbite t représente deux unités triangulaires de base v. En conséquence, ℜ, ℒ, X contiennent respectivement 3, 4 et 5 blocs de construction triangulaires. ∂ est la somme des orbites x2 et t.