Higgs-Spektroskopie vermisst mittels Fano-Interferenz das Wechselspiel von Ladungsdichte­wellen und Supraleitung

Supraleitung ist ein faszinierender Zustand der Festkörperphysik und beschreibt einen perfekten Leiter und perfekten Diamagneten. Insbesondere in unkonventionellen Supraleitern steht die Supraleitung in einem komplizierten Wechselspiel mit anderen Ordnungen. Ein bekanntes Beispiel dafür ist eine Ladungsdichtewelle in Kuprat-Supraleitern. Nun ist es uns erstmals gelungen das Wechselspiel dieser Ordnungen im Rahmen der Higgs-Spektroskopie zu vermessen.

Dazu wird die supraleitende Ordnung mittels starker THz Pulse zu sogenannten Higgs Schwingungen, den kollektiven Eigenschwingungen des Supraleiters, angeregt. Im Experiment zeigt sich nun eine Wechselwirkung der Supraleitung mit der Ladungsdichtewelle durch eine charakteristische spektroskopische Signatur: Die Fano-Resonanz charakterisiert durch ihre asymmetrische Linienform das Zusammenspiel der supraleitenden und Ladungsdichte-Ordnung erstmals in einem Experiment, ohne dass diese Ordnungen in unterschiedlichen Experimenten vermessen werden müssen.

Hao Chu, Sergey Kovalev, Zi Xiao Wang, Lukas Schwarz, Tao Dong, Liwen Feng, Rafael Haenel, Min-Jae Kim, Parmida Shabestari, Le Phuong Hoang, Kedar Honasoge, Robert David Dawson, Daniel Putzky, Gideok Kim, Matteo Puviani, Min Chen, Nilesh Awari, Alexey N. Ponomaryov, Igor Ilyakov, Martin Bluschke, Fabio Boschini, Marta Zonno, Sergey Zhdanovich, Mengxing Na, Georg Christiani, Gennady Logvenov, David J. Jones, Andrea Damascelli, Matteo Minola, Bernhard Keimer, Dirk Manske, Nanlin Wang, Jan-Christoph Deinert & Stefan Kaiser . Fano interference between collective modes in cuprate high-T_c superconductors. Nat Commun 14, 1343 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36787-4