近日，浙江大学关联物质研究中心团队通过与杭州师范大学、中国科学技术大学、美国阿贡国家实验室合作，在笼目金属KV3Sb5中观察到了由声子软化形成的电荷密度波，为理解该体系中的电荷密度波机制提供了重要实验依据。相关研究成果以“Soft Phonon Charge-Density-Wave Formation in the Kagome Metal KV3Sb5”为题，于2026年3月31日发表在《Physical Review Letters》。

笼目晶格电子结构中的范霍夫奇点与电子平带可能诱导非常规的电荷密度波(CDW)与超导，引起了广泛的研究关注。笼目金属AV3Sb5 (A = Cs,K,Rb)中的CDW与超导共存，且表现出向列性、时间反演对称性破缺、手性输运等新奇性质，引起了广泛的研究兴趣。此前，关联物质研究中心团队在笼目晶格体系研究中取得了系列进展：首次揭示了CsV3Sb5中的无能隙超导【Sci. China-Phys. Mech. Astron. 64, 107462 (2021) ESI高被引】、首次刻画了KV3Sb5的压力-温度相图【Phys. Rev. B 103, L220504 (2021) ESI高被引】、发现了ScV6Sn6中的竞争CDW非稳态与电声耦合机制【Nat. Commun. 14, 7671 (2023); Nat. Commun. 15, 1658 (2024)】、测量了CsV3Sb5中的轨道磁性【Nat. Commun. 16, 4275 (2025)】、揭示了CsCr3Sb5中的磁性与超导机制【Nat.Commun. 16, 1375 (2025); Nat. Commun. 16, 3114 (2025)】。

图1.KV3Sb5中的声子软化过程。

针对AV3Sb5的多项研究认为，其CDW机制可能源于笼目晶格范霍夫奇点间的费米面嵌套，而也有研究表明电声耦合可能在CDW机制中发挥关键作用。浙江大学物理学院关联物质研究中心宋宇课题组与曹超课题组合作，在美国阿贡实验室的先进光子源(Advanced Photon Source)开展了高精度非弹性X射线散射（IXS）实验，结合第一性原理计算，揭示了KV3Sb5中的CDW机制及其在声子谱上的特征。

图2. KV3Sb5中声子软化的面内各向异性与第一性原理计算结果。

研究表明，KV3Sb5中CDW 波矢的声子能量随着降温而逐渐降低，最终在CDW转变温度附近降低到零。该声子软化行为与2H-NbSe2中的典型电声子耦合CDW相似。IXS实验和第一性原理计算进一步揭示软声子具有显著的面内各向异性：声子软化在倒空间A-L-A路径上较宽，而在H-L-H路径上较窄。通过与计算得到的电声耦合强度和费米面嵌套函数分别进行对比，该研究揭示了 KV3Sb5中的CDW由具有动量依赖的电声耦合驱动。这些研究成果为进一步理解 AV3Sb5 体系中 CDW态 所呈现的新奇物性提供了重要依据，并有助于理解该体系中 CDW 与超导之间的相互作用。

本研究相关成果以“Soft Phonon Charge-Density-Wave Formation in the Kagome Metal KV3Sb5” 为题发表于《物理评论快报》【Phys. Rev. Lett. 136, 136401 (2026)】。浙江大学物理学院博士研究生王一帆和杭州师范大学副教授徐陈超为论文共同第一作者。浙江大学物理学院宋宇研究员、曹超教授为论文的共同通讯作者 。论文合作者包括中国科学技术大学的吴志勉、饶华琛、吴涛教授、陈仙辉院士，浙江大学的单兆洋、刘艺、曹光旱教授、Michael Smidman教授、史明教授、袁辉球教授。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1103/lhfz-7tk1