Une équipe de recherche composée du NIMS et de l’Université des sciences de Tokyo a observé des ondes de densité de charge (CDW) dans le diséléniure de niobium (NbSe2) – un composé en couches – à des températures cryogéniques et a découvert qu’elles forment des domaines triangulaires alternés caractérisés par deux formes distinctes en forme d’étoile et de trèfle. structures CDW en forme.
Cette structure de domaine s’est avérée cohérente avec une prédiction théorique faite il y a environ quatre décennies. L’étude est publié dans Lettres d’examen physique.
NbSe2, un composé supraconducteur en couches, est souvent utilisé dans la recherche fondamentale sur les phénomènes quantiques. Il est donc important de comprendre en détail les propriétés physiques du NbSe2 à des températures cryogéniques. Ceux-ci incluent la propriété unique qu’il possède de présenter à la fois la supraconductivité et les CDW (c’est-à-dire les modulations périodiques de la densité électronique au sein du composé) et l’interaction entre eux.
La vérification de ces interactions nécessitera l’identification d’une structure précise de domaine CDW au sein de NbSe2. Des recherches antérieures avaient montré que les CDW au sein de NbSe2 semblaient avoir deux types de domaines caractérisés par des structures CDW en forme d’étoile et en forme de trèfle. Cependant, la répartition de ces deux domaines reste indéterminée faute de techniques quantitatives capables de les élucider avec précision.
Cette équipe de recherche a capturé des images haute résolution de CDW dans NbSe2 à l’aide d’un microscope à effet tunnel (STM) capable d’imager des surfaces cristallines avec une résolution de niveau atomique. L’équipe a ensuite réussi à visualiser clairement les modèles de distribution des domaines caractérisés par des structures CDW en forme d’étoile et de trèfle en déterminant numériquement le déplacement des modulations CDW par rapport au réseau atomique observé.
L’image résultante a révélé que les deux domaines avaient des formes triangulaires et étaient disposés selon un motif alterné semblable à l’urokomon, un motif décoratif ressemblant aux écailles d’un poisson ou d’un reptile que l’on trouve souvent dans l’art et l’artisanat traditionnel japonais. Il s’agit de la toute première observation de la structure du domaine CDW depuis que son existence a été théoriquement prédite dans les années 1980.
Ces résultats devraient faire progresser la compréhension des CDW au sein de NbSe2 et d’autres composés apparentés et faciliter la recherche sur les supraconducteurs à haute température en fournissant de nouvelles informations sur la relation entre les CDW et la supraconductivité. En outre, ils peuvent promouvoir la recherche fondamentale sur les phénomènes quantiques dans des systèmes dans lesquels ces composés peuvent être utilisés comme éléments de base.
Plus d’information:
Shunsuke Yoshizawa et al, Visualisation de domaines triangulaires alternés d’ondes de densité de charge dans 2H−NbSe2 par microscopie à effet tunnel, Lettres d’examen physique (2024). DOI : 10.1103/PhysRevLett.132.056401 Sur arXiv: DOI : 10.48550/arxiv.2304.00846