笼目近藤晶格材料的发现 | 进展

近藤（Kondo）晶格描述了一类周期性局域磁矩与巡游电子相互作用的材料，展现出重费米子超导、量子临界行为、奇异金属态等新奇物理现象，是凝聚态物理的重要研究对象。在一般Kondo晶格材料中，重费米子由f电子与巡游电子散射形成，在费米面附近产生Kondo共振平带。近期有理论提出空间更为扩展的d电子可以通过moire或几何阻挫的方式形成费米面附近的平带。目前，通过moire途径构造Kondo晶格已在WSe2/MoTe2异质结中实现，而以阻挫方式构建Kondo晶格的材料体系尚处空缺。笼目（Kagome）晶格是一种被广泛研究的阻挫体系，此前的研究发现，强关联的Kagome材料基态往往是Mott绝缘体（如Nb3Cl8），而弱关联的Kagome金属的阻错平带往往远离费米面（如CsV3Sb5）。

近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心先进材料与结构分析实验室陈小龙团队的博士后宋伯钦在应天平特聘研究员、陈小龙研究员指导下与超导国家重点实验室赵林研究员以及南京大学于顺利教授合作，发现了一种新型Kagome晶格材料CsCr6Sb6。研究发现其费米面完全由平带构成，带宽仅为40 meV，其电子几乎完全来自Cr的3d轨道。进一步实验表明其电阻在低温下出现了类似Kondo的行为，比热测量发现其有效质量为60 m0，为同构材料CsCr6Sb6的100倍，属于重费米子体系。更有趣的是，团队通过维度调控，发现CsCr6Sb6在减薄后出现了体材料中缺失的反常霍尔效应，与其他二维磁性材料的维度演化规律截然相反。该工作为探索阻挫平带驱动的关联物理提供了一个理想的研究体系。

图：a. CsCr6Sb6的晶格结构和晶体光学照片；b. 费米面附近的平带结构；c. Kondo电阻率行为；d. 有效质量与其他关联体系对比；e. 维度调控下出现的反常霍尔电阻；f. CsCr6Sb6维度调控下的相图。

以上成果以“Realization of Kagome Kondo lattice”为题发表在Nat. Commun.16, 5643 (2025)。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院的支持。宋伯钦博士、解于洋博士生、李伟健博士为本文的共同一作，参与本工作的还有物理所郭建刚研究员、周兴江研究员、张庆华副研究员、李昕彤副研究员以及人民大学雷和畅教授等。

编辑：Chocobo