Evidence of superconducting Fermi arcs

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Andrii Kuibarov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Oleksandr Suvorov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Kyiv Academic University (Autor:in)
  • Riccardo Vocaturo - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Alexander Fedorov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) (Autor:in)
  • Rui Lou - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) (Autor:in)
  • Luise Merkwitz - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Vladimir Voroshnin - , Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB), Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Autor:in)
  • Jorge I. Facio - , Comisión Nacional de Energía Atómica (Autor:in)
  • Klaus Koepernik - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Alexander Yaresko - , Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (Autor:in)
  • Grigory Shipunov - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Saicharan Aswartham - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Jeroen van den Brink - , Professur für Festkörpertheorie (gB/IFW), Exzellenzcluster ct.qmat: Komplexität und Topologie in Quantenmaterialien, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Bernd Büchner - , Exzellenzcluster ct.qmat: Komplexität und Topologie in Quantenmaterialien, Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Sergey Borisenko - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)

Abstract

An essential ingredient for the production of Majorana fermions for use in quantum computing is topological superconductivity1,2. As bulk topological superconductors remain elusive, the most promising approaches exploit proximity-induced superconductivity3, making systems fragile and difficult to realize4–7. Due to their intrinsic topology8, Weyl semimetals are also potential candidates1,2, but have always been connected with bulk superconductivity, leaving the possibility of intrinsic superconductivity of their topological surface states, the Fermi arcs, practically without attention, even from the theory side. Here, by means of angle-resolved photoemission spectroscopy and ab initio calculations, we identify topological Fermi arcs on two opposing surfaces of the non-centrosymmetric Weyl material trigonal PtBi2 (ref. 9). We show these states become superconducting at temperatures around 10 K. Remarkably, the corresponding coherence peaks appear as the strongest and sharpest excitations ever detected by photoemission from solids. Our findings indicate that superconductivity in PtBi2 can occur exclusively at the surface, rendering it a possible platform to host Majorana modes in intrinsically topological superconductor–normal metal–superconductor Josephson junctions.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)294-299
Seitenumfang6
FachzeitschriftNature
Jahrgang626
Ausgabenummer7998
PublikationsstatusVeröffentlicht - 8 Feb. 2024
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 38326595

Schlagworte

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