Magnetic Breakdown and Topology in the Kagome Superconductor CsV3Sb5 under High Magnetic Field - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2023

Magnetic Breakdown and Topology in the Kagome Superconductor CsV3Sb5 under High Magnetic Field

Rupture magnétique et topologie dans le supraconducteur Kagome CsV3Sb5 à fort champ magnétique

Résumé

The recently discovered layered Kagome metals of composition AV3Sb5 (A = K, Rb, Cs) exhibit a complex interplay among superconductivity, charge density wave order, topologically non-trivial electronic band structure and geometrical frustration. Here, we probe the electronic band structure underlying these exotic correlated electronic states in CsV3Sb5 with quantum oscillation measurements in pulsed fields up to 86 T. The high-field data reveal a sequence of magnetic breakdown orbits that allows the construction of a model for the folded Fermi surface of CsV3Sb5. The dominant features are large triangular Fermi surface sheets that cover almost half of the folded Brillouin zone that have not yet been detected in angle resolved photoemission spectroscopy (ARPES). These sheets display pronounced nesting at the charge density wave (CDW) vectors, which may stabilize the CDW state. The Berry phases of the electron orbits have been deduced from Landau level fan diagrams near the quantum limit without the need for extrapolations, thereby unambiguously establishing the non-trivial topological character of several electron bands in this Kagome lattice superconductor.
Les métaux Kagome en couches de composition AV3Sb5 (A = K, Rb, Cs) récemment découverts présentent une interaction complexe entre la supraconductivité, les ondes de densité de charge, la structure de bande électronique topologiquement non triviale et la frustration géométrique. Ici, nous sondons la structure de bande électronique sous-jacente à ces états électroniques corrélés exotiques dans CsV3Sb5 avec des mesures d'oscillation quantique sous champs magnétiques pulsés allant jusqu'à 86 T. Les données à fort champ révèlent une séquence d'orbites de rupture magnétique qui permet la construction d'un modèle pour la surface de Fermi repliée de CsV3Sb5. Les caractéristiques principales sont de grands feuillets triangulaires qui couvrent près de la moitié de la zone de Brillouin repliée qui n'avaient jamais encore été détectés par spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES). Ces feuillets présentent un nesting prononcé aux vecteurs d'onde de l'onde de densité de charge (CDW), ce qui peut stabiliser l'état CDW. La phase de Berry des orbites électroniques a été déduite des diagrammes des niveaux de Landau proches de la limite quantique sans nécessiter d'extrapolations, établissant ainsi sans ambiguïté le caractère topologique non trivial de plusieurs bandes électroniques dans ce supraconducteur à réseau de Kagome.

Dates et versions

hal-03798491 , version 1 (05-10-2022)

Identifiants

Citer

Ramakanta Chapai, Maxime Leroux, Vincent Oliviero, David Vignolles, Nicolas Bruyant, et al.. Magnetic Breakdown and Topology in the Kagome Superconductor CsV3Sb5 under High Magnetic Field. Physical Review Letters, 2023, 130 (12), pp.126401. ⟨10.1103/PhysRevLett.130.126401⟩. ⟨hal-03798491⟩
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