图：La3Pt3Bi4中的“节点环”和超导转变

近日，我院研究生李亮、浙大博士生智国翔在我院王杭栋副教授和浙大曹超教授、方明虎教授指导下，在著名的334化合物La₃Pt₃Bi₄中第一次从理论上预言了电子能带上的“节点环”结构，并第一次在实验上证实了低温的超导电性，相关工作以“Superconductivity in the nodal-line compound La₃Pt₃Bi₄”为题在线发表于Physical Review系列新期刊《Physical Review Research》（Phys. Rev. Research 4, L032004 (2022)），杭师大ylzzcom永利总站硕士生李亮和浙大博士生智国翔为共同第一作者，王杭栋副教授、曹超教授和方明虎教授为通讯作者，ylzzcom永利总站为第一单位。这是ylzzcom永利总站首次以第一单位在该期刊上发表学术论文。

有别于拓扑平庸的超导体，拓扑超导体有可能成为“马约拉纳准粒子”或“马约拉纳零能模”的有效载体材料，这种准粒子满足非阿贝尔任意子统计规律，对它们的编织操作已被认为是实现容错拓扑量子计算的重要途径。由于其新奇的物理特性和在量子计算中的应用潜力，拓扑超导体在近年来成为了凝聚态物理中重要的研究热点。另一方面，拓扑“节点线”材料中诱导的超导电性，有可能会实现所谓的“高阶”拓扑超导。虽然电子能带结构上具有拓扑“节点”的半金属材料已经不算少，但在自旋-轨道耦合作用下仍保持拓扑“节点线”的半金属却仍然罕见，更不用说在大块拓扑“节点线”材料上实现本征的拓扑超导。

在334的Ln₃T₃X₄ (Ln=镧系元素, T=Cu、Au、Rh、Pd或Pt，X=Sb 或Bi)化合物家族中，早期重点研究了那些具有重费米特性的Ce基化合物，比如近藤绝缘体Ce₃Pt₃Bi₄等，而与其相对应的La₃Pt₃Bi₄，则少有关注。在本工作中，我们通过第一性原理计算，首次表明La₃Pt₃Bi₄在费米面附近存在拓扑“节点环”结构，并且这些拓扑“节点环”受晶体的滑移-镜像对称性保护，即使考虑自旋-轨道耦合相互作用，仍然没有打开能隙；同时，我们第一次在1.1K以下发现了大块的超导电性现象，这些发现表明La₃Pt₃Bi₄有可能为 “节点环”系统中研究奇异拓扑超导电性提供了一个新的材料平台。

文章DOI：10.1103/PhysRevResearch.4.L032004