近日，重庆大学量子材料与器件研究中心/物理学院胡勇教授团队联合国内外多家科研机构，利用高分辨偏振依赖角分辨光电子能谱 (ARPES) ，对笼目超导体 AV₃Sb₅ (A = K, Rb, Cs)全家族的电子结构开展了系统研究。团队揭示了该体系普适存在的范霍夫奇点 (van Hove singularities, VHS) 机制，为理解其丰富的关联物态奠定了统一电子结构基础。相关成果于2026年01月02日发表于《物理评论快报》 [Physical Review Letters 136, 016401 (2026)] 。
笼目材料因其独特的几何结构与强关联效应，是探索多体电子行为与拓扑量子态的重要前沿体系。其中，VHS对电荷密度波 (CDW)、超导、电子相列序等多种量子相的形成具有决定性影响。然而，在备受关注的AV₃Sb₅ 家族中，费米能级附近的 VHS 的真实类型及其与非常规 CDW、电子手性和超导态之间的联系长期存在争议。
基于研究团队此前在该体系中的系列进展[Y. Hu et al., Nat. Commun. 13, 2220 (2022); Y. Hu et al., Sci. Bull. 67, 495-500 (2022); Y. Hu et al., Phys. Rev. B 106, L241106 (2022); Y. Hu et al., npj Quantum Mater. 8, 67 (2023)]，胡勇教授指导重庆大学强基班本科生，联合多家科研单位，通过偏振依赖 ARPES 结合密度泛函理论 (DFT) 计算，对 AV₃Sb₅ 全家族的 VHS 的类型与物理起源进行了全面厘定，取得如下重要进展：
1.系统揭示全家族材料中一致的关键能带特征，且与常规 DFT 预测存在显著偏离。这一统一性为理解其多种电子相行为提供了可靠基础。
2. 首次在整个AV₃Sb₅ 家族中清晰识别多个靠近费米能级的“纯子晶格型” (p-type) 范霍夫奇点[图a(i,ii), b]。这一结果与此前 DFT 推断的“混合子晶格型” (m-type) VHS [图a(i,iii)]明显不同，纠正了对该体系 VHS 类型的长期误解。
3. 揭示 V-d 与 Sb-p 轨道杂化及电子关联效应是产生多个 p-type VHS 的核心机制。以往研究忽视了这两个因素的重要性，导致对 VHS 诱导电子不稳定性的理解存在偏差。
4. 基于重新界定的 VHS 子晶格属性，自洽解释了 AV₃Sb₅ 中广泛观测到的键序涨落与非常规 CDW。研究表明 p-type VHS 更易增强键序关联 (图c)，与 CDW 相关实验结果高度吻合，而非由 m-type VHS 驱动的位点型涨落机制。
图：AV₃Sb₅ 中由双重 p-type范霍夫奇点驱动的键序涨落
本研究不仅提供了 AV₃Sb₅ 中 VHS 本质的直接光谱证据，更构建了一套统一且具有普适性的电子结构框架，为理解该体系中 CDW、超导、电子手性等奇异量子态的起源提供了关键物理支撑。同时，该成果也为调控更广泛笼目材料的电子态提供了新的研究视角与物理思路。
本研究由重庆大学、中国科学院理论物理研究所 (ITP)、合肥国家实验室以及美国加州大学圣塔芭芭拉分校等单位合作完成。重庆大学强基班大四学生兰渝杰、雷煜浩以及合肥国家实验室勒聪聪研究员为共同第一作者；胡勇教授与 ITP 吴贤新副研究员为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金、中央高校基本科研经费、重庆大学科研启动经费以及“小米青年学者”项目等资助。
论文链接：https://doi.org/10.1103/njg9-jpkh
