超越三重态：自旋3/2拓扑半金属中的非常规超导性

在所有已知费米超流体中，库珀对由自旋1/2准粒子组成，配对形成自旋单态或自旋三重态束缚态。然而，布洛赫电子的“自旋”由晶体对称性和派生它的原子轨道固定，在某些情况下可表现为自旋3/2粒子。这种系统的超导态允许超越自旋三重态的配对，较高自旋准粒子结合形成五重态或七重态对。此处，我们报告了在自旋3/2准粒子电子结构中出现的非传统超导性的证据，位于半Heusler半金属YPtBi中，一种低载流子密度非中心对称立方材料，具有高对称性，在强自旋轨道耦合下保留Bi基 $\Gamma_8$ 能带中的 $p$ 样 $j=3/2$ 流形。随着伦敦穿透深度的显著线性温度依赖，超导序参量 $\Delta$ 中线节点的存在直接由具有高总角动量的混合宇称库珀配对模型解释，与高自旋费米超流体态一致。我们提出 $j=3/2$ 费米子的 $\mathbf{k\cdot p}$ 模型，解释主导 $J$=3 七重态配对态是如何自然产生混合偶奇宇称能隙中节点的最简单解。连同潜在的非平凡拓扑能带结构，该系统中的非传统配对代表了一种真正新颖的超流形式，具有引领新一代拓扑超导体发展的强大潜力。