超导性，这种在临界温度以下电阻完全消失的非凡现象，自 1911 年被发现以来就一直吸引着科学家。尽管BCS理论通过晶格振动（声子）介导的库珀对的形成优雅地解释了常规超导性，但大量材料表现出的超导性却与这一传统框架相悖。这些“非常规”超导体通常出现在强关联电子系统中，其中电子自旋、电荷和轨道自由度之间复杂的相互作用导致了奇异的配对机制和非常规的性质，尤其是在其超导能隙的性质方面。在各种非常规超导体中，基于笼目晶格结构的超导体已成为探索新型量子现象的沃土，最近的研究突显了它们引人入胜且常常令人费解的能隙行为。
笼目晶格是由角共享三角形组成的二维网络。这种独特的几何结构导致了独特的电子能带结构，其特征是平带、狄拉克锥和费米能级附近的范霍夫奇点。这些特征增强了电子关联，并为各种奇异电子态的出现提供了平台，包括磁性、电荷密度波、拓扑态，以及值得注意的非常规超导性。这些竞争或共存相之间的相互作用通常体现在超导态本身，导致了与常规超导体不同的非常规特性。
非常规超导性通常源于超出 BCS 理论描述的简单电子-声子相互作用的配对机制。在许多情况下，人们认为配对是由磁涨落、电荷涨落甚至拓扑激发介导的。配对媒介的这种差异通常会导致超导能隙与 BCS 理论预测的各向同性s波能隙显著不同。能隙代表打破库珀对所需的最小能量，是超导体的基本性质。在非常规超导体中，能隙可以表现出各向异性，这意味着其大小随动量空间中的方向而变化，甚至可能具有节点，即能隙在费米面上的特定点或线上消失。超导能隙的对称性和结构为配对机制的性质提供了关键的见解。
近年来对笼目超导体（尤其是AV3Sb5族）的兴趣激增，揭示了非常规能隙行为的丰富景象。这些材料已被证明表现出超导性，这种超导性通常与电荷密度波和时间反演对称性破缺等其他有序态共存或竞争。这种相互作用可以深刻地影响超导能隙的结构，并导致在常规超导体中未观察到的现象。
笼目超导体中能隙行为最引人入胜的方面之一是存在多个超导能隙的证据。常规 BCS 理论预测，对于给定的超导体，只有一个能隙。然而，在一些笼目超导体中，角分辨光电子能谱 (ARPES) 和扫描隧道谱 (STS) 等实验探测技术已经揭示了在超导转变温度下打开的两个或多个不同的能隙的存在。这一观察结果表明，材料中不同的电子能带可能以不同的强度甚至不同的配对对称性参与超导配对。
更复杂的是带选择性超导性的概念。在像笼目超导体这样的多带材料中，超导性可能主要在特定的电子能带中发展，而其他能带则基本不受影响。这种情况可能导致某些能带表现出明确的超导能隙，而其他能带的能隙则小得多甚至没有能隙。例如，最近对 CsV3Sb5 的研究表明存在两种具有不同输运和热力学性质的超导态，这暗示了超导性的带选择性。在高温超导态中观察到大量的准粒子权重，然后在较低温度下通过第二个能隙的形成而消除，进一步支持了这一观点。
超导能隙的对称性是另一个非常规超导性的关键方面。在 BCS 超导体中，能隙通常具有 s 波对称性，这意味着它是各向同性的并且没有节点。然而，在非常规超导体中，可以存在各种其他配对对称性，例如 d 波、p 波甚至更奇特的对称性。这些不同的对称性导致不同的能隙结构，通常带有节点。这些节点的出现和位置可以通过穿透深度测量、热导率测量和 ARPES 等实验技术来确定。在一些笼目超导体中，已经报道了节点能隙的证据，表明存在非 s 波配对对称性。节点的出现意味着即使在超导转变温度以下，准粒子（激发电子或空穴）也可以存在，从而导致与完全能隙超导体不同的低温特性。
笼目超导体中非常规能隙行为的起源是激烈研究的主题。已经提出了几种理论方案来解释观察到的现象。一种可能性是笼目晶格复杂的电子能带结构，包括其平带和狄拉克锥，促进了驱动非常规配对的强电子关联。源于接近磁不稳定性的磁涨落是配对机制的另一个主要候选者。一些笼目超导体中电荷密度波的共存也表明，与这种有序相关的涨落可能在介导超导性方面发挥作用。此外，一些笼目材料中电子能带的非平凡拓扑结构也可能影响超导能隙的性质。
正如Nature Physics上题为“笼目超导体中非常规能隙行为”的论文所强调的那样，最近的研究为这些材料中超导性的复杂性和引人入胜的性质提供了进一步的证据。对具有不同性质的两种超导态的观察，以及不耦合的超导能隙和较低温度能隙中可能存在的节点结构的暗示，都指向了一种高度非常规的超导形式。不同的电子能带表现出显着解耦的超导能隙的想法挑战了传统的单一、统一的超导态的图景，并为理解这些材料中不同电子自由度之间的相互作用开辟了新的途径。
理解笼目超导体中非常规的能隙行为不仅对于推进我们对超导性的基础知识至关重要，而且对未来的技术应用也具有潜在的影响。非常规超导体通常对磁场具有鲁棒性，并且可以支持新颖的拓扑激发，使其成为量子计算、高场磁体和其他先进技术应用的有希望的候选者。通过揭开其能隙行为的奥秘，我们可以深入了解驱动非常规超导性的基本机制，并可能为设计和发现具有更卓越性能的新材料铺平道路。
