(相關(guān)資料圖)

近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場科學(xué)中心低功耗量子材料研究團(tuán)隊(duì)與安徽大學(xué)合作，利用金剛石對頂砧技術(shù)，結(jié)合極低溫電輸運(yùn)和變溫拉曼測量，在準(zhǔn)一維電荷密度波（CDW）材料 （CuTe）中發(fā)現(xiàn)壓力誘導(dǎo)的新CDW態(tài)和超導(dǎo)電性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《物質(zhì)》（Matter）上。

超導(dǎo)與CDW之間的關(guān)聯(lián)，一直是凝聚態(tài)物理研究的熱點(diǎn)。在傳統(tǒng)的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理論下，兩者競爭費(fèi)米面附近自由載流子，是相互競爭的兩種電子態(tài)。而在實(shí)際材料中，通過壓力或化學(xué)摻雜等手段壓制CDW態(tài)時，CDW和超導(dǎo)之間還表現(xiàn)出共存、協(xié)同等復(fù)雜的關(guān)系。同時，在銅氧化物高溫超導(dǎo)體和籠目超導(dǎo)體CsV₃Sb₅中，它的超導(dǎo)電性存在與多重CDW態(tài)的相互交織。

該團(tuán)隊(duì)選取具有層狀結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)一維CDW材料CuTe為研究對象，在前期研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步利用極低溫高壓電輸運(yùn)和變溫高壓拉曼測量手段，發(fā)現(xiàn)壓力可以有效抑制CuTe中初始的CDW態(tài)（CDW1），并誘導(dǎo)出超導(dǎo)電性；在約6.5 GPa時CDW1態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€新的CDW態(tài)（CDW2），且CDW2的轉(zhuǎn)變溫度相較CDW1大幅增加。伴隨CDW1到CDW2的轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)了壓力誘導(dǎo)的穹頂狀超導(dǎo)相圖并表現(xiàn)出異常的超導(dǎo)展寬。理論計(jì)算表明，CDW1起源于費(fèi)米面嵌套效應(yīng)，而CDW2是由電子間關(guān)聯(lián)作用驅(qū)動。上述實(shí)驗(yàn)揭示了高壓下CuTe中的新奇電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)，為探究超導(dǎo)與多重CDW之間復(fù)雜的相互作用提供了理想平臺。

研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金等的支持。

論文鏈接

CuTe的溫度-壓力相圖

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