超导 kagome 金属的电荷密度波与电子性质

kagome 金属 $A$V$_3$Sb$_5$（$A=$ K、Rb 和 Cs）在 $0.9 \sim 2.5$ K 以下表现出引人入胜的超导电性，在 $80\sim 100$ K 附近发生电荷密度波（CDW）转变，并具有 $\mathbb{Z}_{2}$ 拓扑表面态。CDW 相的本质及其与超导的关系仍不清楚。本工作中，我们通过第一性原理计算研究 CDW 的电子与结构性质。我们揭示出反 Star of David 形变作为 kagome 晶格的 $2\times2\times2$ CDW 基态。kagome 晶格表现出软化的呼吸声子模，表明结构不稳定性。然而，电子通过费米面嵌套和范霍夫奇点在该 CDW 转变中起关键作用。反 Star of David 结构与近期扫描隧道显微镜（STM）实验一致。CDW 相继承了非平凡的 $\mathbb{Z}_{2}$ 型拓扑能带结构。进一步，我们发现电子-声子耦合太弱，不足以解释三种材料中的超导 $T_c$。这意味着这些 kagome 金属存在非常规配对。我们的结果为理解 kagome 金属中的超导与拓扑提供了必要认识。