Coexistência de uma banda plana próxima ao EF e singularidade de Van Hove em um supercondutor de duas fases

Sistemas quânticos de muitos corpos, particularmente aqueles com densidade de estados próxima ao EF elevada, são bem conhecidos por exibirem diagramas de fase ricos como resultado de correlações eletrônicas aprimoradas. O supercondutor de férmions pesados CeRh2As2, recentemente descoberto e localmente não centrossimétrico, gerou extensa atenção devido ao seu incomum diagrama de fase H−T, que consiste em supercondutividade de duas fases, ordem antiferromagnética e possíveis ordens de onda de densidade quadrupolar. No entanto, a estrutura eletrônica crítica próxima ao EF permanece experimentalmente elusiva. Aqui, fornecemos esta informação crucial ao combinar medições de espectroscopia de fotoemissão com raios X suaves e ultravioleta a vácuo (VUV) resolvidas em ângulo e cálculos de teoria de funcional de densidade (DFT) + U resolvidos por átomos. Com raios X suaves sensíveis ao volume, revelamos bolsos de elétrons e buracos quase-2D próximos ao EF. Por outro lado, sob luz VUV, as bandas planas de Ce são resolvidas, com a hibridização c−f persistindo até bem acima da temperatura de Kondo. O mais importante, observamos uma singularidade de Van Hove (VHS) protegida por simetria em quatro vezes coexistindo com as bandas planas de Ce 4f5/21 no ponto X, que, até onde sabemos, nunca foi relatada antes. Tal coexistência rara deve levar a uma grande densidade de estados na borda da zona, um grande campo crítico superior da fase de paridade ímpar, assim como instabilidades de spin e/ou carga com um vetor de (1/2, 1/2, 0). De maneira única, também resultará em um novo tipo de hibridização f-VHS que altera a ordem e a estrutura eletrônica fina das bandas VHS e planas. Nossas descobertas fornecem não apenas insights fundamentais sobre a natureza de múltiplas fases em CeRh2As2, mas também abrem novas perspectivas para explorar as novidades de sistemas de muitos corpos com hibridização f-VHS. Publicado pela American Physical Society 2024.