Zwei unterschiedliche Ladungsdichtewellenordnungen und ihr komplexes Zusammenspiel mit der Supraleitung in unter Druck stehendem CuTe

In einer Studie veröffentlicht in GegenstandForscher unter der Leitung von Prof. Yang Zhaorong und Prof. Hao Ning von den Hefei-Instituten für Physikalische Wissenschaften der Chinesischen Akademie der Wissenschaften fanden heraus, dass das Material Kupfertellurid (CuTe) mit quasi-eindimensionaler Ladungsdichtewelle (CDW) eine seltene und seltene Funktion bietet vielversprechende Plattform für die Untersuchung mehrerer CDW-Ordnungen und Supraleitung unter hohem Druck.

Das Zusammenspiel von Supraleitung und CDW war schon immer eines der zentralen Themen in der Erforschung der Physik der kondensierten Materie. Während die Theorie im Allgemeinen vorhersagt, dass sie miteinander konkurrieren, können Supraleitung und CDW in praktischen Materialien komplexe Beziehungen unter äußeren Reizen manifestieren. Darüber hinaus haben neuere Forschungen zu den supraleitenden Kupraten und dem Kagome CsV3Sb5 ergeben, dass die Supraleitung mit mehreren CDW-Ordnungen interagiert. Allerdings gibt es in den beiden oben genannten Systemen einige andere Quantenordnungen in den Phasendiagrammen, was ein gutes Verständnis des Zusammenspiels zwischen Supraleitung und mehreren CDWs erschwert.

In dieser Studie lieferten die Forscher solide Beweise für eine zweite CDW-Ordnung im quasi-eindimensionalen CDW-Material CuTe unter hohem Druck. Darüber hinaus fanden sie heraus, dass Supraleitung induziert werden kann und komplexe Beziehungen zu den nativen und entstehenden CDW-Ordnungen bestehen.

Basierend auf ihrer früheren Forschung verwendeten sie elektrischen Transport bei extrem niedrigen Temperaturen und temperaturabhängige Raman-Spektroskopiemessungen, um die physikalischen Eigenschaften von CuTe unter Druck zu untersuchen. Sie fanden heraus, dass die Anwendung von Druck die ursprüngliche CDW-Ordnung (CDW1) wirksam unterdrücken und Supraleitung zunächst bei etwa 4 GPa induzieren kann. Der CDW1-Zustand durchlief bei etwa 6,5 ​​GPa einen Übergang in einen neuen CDW-Zustand (CDW2), und die Übergangstemperatur von CDW2 war deutlich höher als die von CDW1.

Der Übergang von CDW1 zu CDW2 ging mit dem Auftreten eines druckinduzierten kuppelartigen supraleitenden Phasendiagramms einher, das eine anomale supraleitende Verbreiterung aufwies. Weitere theoretische Berechnungen ergaben, dass CDW1 vom Fermi-Oberflächenschachtelungseffekt herrührte, während CDW2 von der elektronisch korrelierten Wechselwirkung angetrieben wurde.

„Im Vergleich zu unter Druck stehendem CsV3Sb5, wo eine ähnliche Physik der Supraleitung und mehrerer CDWs existiert, unterstreicht CuTe mit einer sauberen und einfachen binären Verbindung sein Potenzial als ideale Plattform zur Untersuchung des Zusammenspiels zwischen der Supraleitung und mehreren CDWs“, sagte Wang Shuyang, Mitglied von Das Team.