超导性与电荷密度波的共存与竞争是研究电声子耦合和电子关联的重要方向之一。Kagome金属CsV3Sb5作为一种电荷密度波与超导性共存的材料，该材料内电荷密度波与超导性具有非常规的竞争关系，为研究超导性提供了新的平台。
南京大学闻海虎、杨欢团队测量了一系列不同Ta掺杂浓度的CsV3Sb5的c方向与ab面内电阻。我们发现这些材料的c方向电阻表现出强超导涨落的特征，而ab面电阻没有表现出明显的超导涨落，并且c方向的超导转变呈现出两段超导相的转变。当Ta掺杂浓度提高时，电荷密度波被逐渐压制的同时，零电阻温度逐渐上升，有趣的是，c方向电阻显示的超导涨落温度几乎不随掺杂量的变化而变化，而由于ab面电阻显示的超导转变温度的升高，超导涨落温区随着电荷密度波的减弱而变窄。通过加面内和面外的磁场，我们发现超导涨落具有更加三维的性质，而长程的超导关联则更加二维。由此我们得到了Ta掺杂CsV3Sb5系统中电荷密度波、超导涨落、二维超导转变与体超导态的相图，如下图所示。
图1 (a) Ta掺杂CsV3Sb5的相图；(b) 两段超导转变宽度随电荷密度波的关系；(c) 三维超导涨落区域与二维超导V3Sb2面的实空间分隔图像
基于我们的发现，结合电荷密度波在CsV3Sb5材料中具有三维性，态密度在c方向也受到调制，我们提出了电荷密度波与超导在实空间竞争的图像。沿着c方向某些区域，电荷密度波较弱，局域的超导配对在这些区域存在，而整体还是大量存在电荷密度序，无法形成长程超导关联。而Ta掺杂能使三维的电荷密度波变为准二维，局域配对更容易形成超导。
这项工作于2024年1月2日发表在【Phys. Rev. Materials 8, 014801 (2024)】。该工作是闻海虎教授团队与北京理工大学姚裕贵教授团队合作完成的，北京理工大学团队提供了高质量的Cs(V1-xTax)3Sb5 (x = 0, 0.05, 0.06, 0.09, 0.12)单晶样品。文章共同第一作者是李金钰琳、李庆、刘锦锦；通讯作者是杨欢教授、王秩伟研究员和闻海虎教授。该工作得到国家重点研发计划和自然科学基金等项目的支持，在此表示感谢。