トポロジカル材料：PtBi₂におけるトポロジカルノードi波超伝導

大半の超伝導材料は十分に理解されている従来型のものであり、すなわち、凝縮によって超伝導を生じる電子対が可能な限り高い対称性を持つ。有名な例外は、不可解な高温（高T_c）銅酸化物超伝導体である。それらの超伝導ギャップにおけるノードは、非従来型特性の識別可能な特徴であり、d波対称性を持つ超伝導対の形成を示唆している。今回我々は、角度分解光電子放出分光法を用いることで、ワイル半金属PtBi₂の超伝導ギャップ内にノードが存在することを観測し、これが非従来型のi波対称性を示唆することを示す。10 K未満の温度では、PtBi₂における超伝導は、トポロジカルな表面状態であるフェルミアークにギャップを開く一方、そのバルク状態は常伝導状態を保っていた。超伝導ギャップ内に観測されたノードは、フェルミアークの中心に正確に位置し、運動量空間のこの位置の周りにトポロジカル保護されたマヨラナコーンが存在することを示唆している。この結果から我々は、表面ステップのエッジにロバストなゼロエネルギーのマヨラナ平坦バンドが出現すると、理論的に推測した。これにより、PtBi₂表面は、非従来型のトポロジカルi波超伝導体としてだけでなく、マヨラナ束縛状態の生成と制御に向けて現在進められている取り組みにおいて有望な材料プラットフォームとしても確立された。

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