反钙钛矿狄拉克金属氧化物 Sr$_3$SnO 中的超导性

具有钙钛矿基结构的氧化物一直是高温超导和非传统超导等引人入胜现象的重要材料。这些氧化物超导体的发现推动了科学界极大拓展强关联电子体系的概念。这些材料的基础，即立方钙钛矿氧化物 $AB$O$_3$，也表现出超导性，其 $T_{\mathrm{c}}$ 高达 30 K，如 Ba$_{0.6}$K$_{0.4}$BiO$_3$ 所报道。钙钛矿氧化物有其对应物，即反钙钛矿氧化物 $A_3B$O（或 "$B$O$A_3$"），其中金属与氧离子的位置颠倒，因此金属 $B$ 离子呈现不寻常的负价态。然而，反钙钛矿氧化物中尚未见超导性的报道。在此，我们报道了首个超导反钙钛矿氧化物 Sr$_3$SnO 的发现，其 $T_{\mathrm{c}}$ 约为 5 K。Sr$_3$SnO 的电子结构具有狄拉克点，源于不同宇称能带的倒置。基于理论分析，我们提出在适度空穴掺杂的 Sr$_3$SnO 中存在类似于超流体 $^3$He-B 的拓扑奇宇称超导性的可能性，其源于费米面上不寻常的轨道织构。我们预期，这种具有倒置价态构型的新一类氧化物超导体的发现将激发基于多种反钙钛矿氧化物的拓扑材料科学的探索。