中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展强磁... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（SHMFF）是国家“十一五”重大科技基础设施，由中国科学院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学联合承建攻关。装置于2008年启动建设，2017年通过国家验收。验收专家组一致认为，SHMFF“磁体技术和综合性能达到国际领先水平”，标志... 更多简介 +
近日，中国科学院合肥物质科学研究院、安徽大学、中国科学技术大学等组成的联合科研团队，在笼目超导体新奇量子态研究中取得重要进展。联合团队利用单原子杂质作为局域的“量子探测器”，借助扫描隧道谱学手段成功观测到两类特殊的低能准粒子态，为体系中可能存在的手性环路电流序以及自赋型拓扑超导态提供了关键的实验线索。相关研究成果以“Symmetry-broken Kondo screening and zero-energy mode in a kagome superconductor”为题，在线发表于国际顶级期刊Nature Physics。
在钒基笼目超导体系CsV3Sb5中，由于其奇特的子晶格对称性及几何阻挫效应出现了丰富的量子物态和演生效应，近年来引起了领域的广泛关注。其中部分实验结果显示，该体系的电荷密度波态可能伴随着自发的时间反演对称性破缺，并且它的产生与领域内长期寻找的“环路电流序”有关。然而，该电子序对应的实验信号非常微弱，且对材料中的应力等外界刺激非常敏感，因此宏观尺度的测量结果尚存在较多争议。与此同时，该材料超导态的微观机制尚不明确，其正常态的拓扑属性是否可以在超导态诱导出奇异激发模式也有待进一步揭示。因此，深入探索单原子杂质对这些电子态的局域响应，有望从微观层面上提供理解上述问题的关键信息。
研究团队利用极低温强磁场扫描隧道显微镜，对CsV3Sb5中人为引入的磁性、非磁性杂质以及材料中固有的本征V缺位进行了系统研究。结果显示，磁性的Cr原子杂质附近会出现强烈的近藤共振峰；与以往的金属或电荷密度波材料不同，CsV3Sb5中近藤共振态的空间分布打破了笼目晶格的所有面内镜像对称性，这种极低的空间对称性不能简单地用电荷密度波构型或电子向列序来解释，但与考虑手性环路电流序后的模型结果一致。该发现从局域磁矩与潜在环路电流序的微观耦合出发，从对称性的角度支持了环路电流序的存在。而在本征的弱磁性V缺位附近，研究团队在超导能隙内观测到了明显的零偏压电导峰。该零能峰与传统的Yu-Shiba-Rusinov 束缚态共存，且其能量不随空间演化。与其他电子态不同，零能态的强度随隧穿结电阻减小而趋于饱和，表现出接近量子化电导的行为。对零能模的空间分布成像进一步显示，其源自于磁性杂质诱导的超导序参量的局域空间振荡：在拓扑表面态存在的情况下，序参量相位翻转的边界处可出现马约拉纳零能激发模，从而为理解拓扑超导中缺陷诱导的奇异激发模式提供了新的视角。
强磁场中心郝宁研究员，安徽大学单磊教授，中国科学技术大学王震宇教授为论文共同通讯作者；安徽大学青年教师涂玉兵、张宗源，固体所鲁文建研究员以及强磁场中心肖雨航博士为论文共同第一作者。该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、中国科学院低功耗量子材料建制化科研平台以及安徽省科技厅项目等的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41567-026-03223-5
图：a.Cr原子附近空间对称性完全破缺的近藤态，b. V空位诱导的零偏压电导峰
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