Forskere opdager usædvanlig konkurrence mellem ladningstæthedsbølge og superledning

Et forskerhold ledet af prof. Chen Xianhui fra University of Science and Technology i Kina fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) fandt en usædvanlig konkurrence mellem ladningstæthedsbølge (CDW) og superledning i CsV ₃ Sb ₅ , et lagdelt kagome metal, som giver nøgleeksperimentelt bevis for at forstå ny CDW og superledning. Resultatet blev offentliggjort i Naturkommunikation og anbefales som fremhævet artikel.

Traditionel superledning og CDW er to forskellige elektroniske tilstande, som begge stammer fra elektronfononkobling og Fermi-ustabilitet. I det konventionelle sameksistensbillede af CDW og superleder, efter indtastning af CDW-tilstand, energigabet åbnes på grund af indlejring af Fermi-overfladen, resulterer i tab af tæthed af stater, viser CDW's adfærd, der konkurrerer med superledere.

CDW-status kan undertrykkes ved øget tryk eller kemisk doping. Med undertrykkelsen af ​​CDW-tilstand, den superledende kritiske overgangstemperatur ( T _c ) vil vise en enkelt kuppellignende adfærd. På grund af den stærke geometriske frustration, flere nye kvantetilstande, inklusive ukonventionelle superledende tilstande og chirale tæthedsbølger, er forudsagt.

For nylig, en ny lagdelt burstruktur superleder CsV ₃ Sb ₅ er blevet opdaget, som har en CDW-overgangstemperatur på 94 K. Kombineret med en række forskellige trykmidler, forskerne udførte trykkontrolforskning på det, og bestemte fasediagrammet for materialet under højt tryk.

Gennem måling af højspændings elektrisk transport og magnetisk følsomhed, det fandt de ud af T _c opfører sig som en dobbelt kuppel med øget tryk, snarere end en traditionel enkelt kuppel. Når trykket er mellem 0,7 GPa og 2 GPa, prøverne viser unormale T _c undertrykkelse og superledende udvidelse. Når trykket når 2 GPa, CDW er fuldstændig komprimeret, og T _c kan nå op til 8 K (tre gange ved normalt tryk), som også er den højeste T _c rapporteret for materialer med burstruktur.

Det unormale dobbeltkuppel-superledende fasediagram kan være forårsaget af overgangen fra tilsvarende CDW-tilstand til næsten tilsvarende CDW-tilstand. Derfor, resultaterne viser, at den superledende tilstand og CDW-tilstanden af ​​CsV ₃ Sb ₅ er meget følsomme over for pres, viser rigelige trykfasediagrammer.

Denne undersøgelse afslører også den usædvanlige konkurrence mellem superledning og CDW i CsV ₃ Sb ₅ , som giver eksperimentelle spor til at studere den ukonventionelle CDW-mekanisme.