Fase pressione temperatura di CsV 3 Sb 5 . Credito:Yu et al.
Un team di ricerca guidato dal Prof. Chen Xianhui dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha scoperto un'insolita competizione tra l'onda di densità di carica (CDW) e la superconduttività nel CsV 3 Sb 5 , un metallo kagome stratificato, che fornisce prove sperimentali chiave per comprendere il nuovo CDW e la superconduttività. Il risultato è stato pubblicato in Comunicazioni sulla natura e consigliato come articolo in primo piano.
La superconduttività tradizionale e il CDW sono due diversi stati elettronici, che entrambi originano dall'accoppiamento elettrone-fonone e dall'instabilità di Fermi. Nell'immagine di coesistenza convenzionale di CDW e superconduttore, dopo essere entrati nello stato CDW, il gap energetico si apre a causa della nidificazione della superficie di Fermi, con conseguente perdita di densità degli stati, che mostra il comportamento di CDW in competizione con i superconduttori.
Lo stato di CDW può essere soppresso aumentando la pressione o il doping chimico. Con la soppressione dello stato CDW, la temperatura di transizione critica del superconduttore ( T C ) mostrerà un singolo comportamento simile a una cupola. A causa della forte frustrazione geometrica, più nuovi stati quantistici, inclusi stati superconduttori non convenzionali e onde di densità chirali, sono previsti.
Recentemente, un nuovo superconduttore con struttura a gabbia a strati CsV 3 Sb 5 è stato scoperto, che ha una temperatura di transizione CDW di 94 K. In combinazione con una varietà di mezzi di pressione, i ricercatori hanno condotto ricerche sul controllo della pressione su di esso, e determinato il diagramma di fase del materiale ad alta pressione.
Attraverso la misurazione del trasporto elettrico ad alta tensione e della suscettibilità magnetica, hanno scoperto che T C si comporta come una doppia cupola all'aumentare della pressione, piuttosto che una tradizionale cupola singola. Quando la pressione è compresa tra 0,7 GPa e 2 GPa, i campioni mostrano anormali T C soppressione e allargamento superconduttore. Quando la pressione raggiunge 2 GPa, il CDW è completamente compresso, e il T C può raggiungere fino a 8 K (tre volte quella a pressione normale), che è anche il più alto T C riportato per materiali con struttura a gabbia.
Il diagramma di fase superconduttore a doppia cupola anomalo può essere causato dalla transizione dallo stato CDW commisurato allo stato CDW quasi commisurato. Perciò, i risultati mostrano che lo stato superconduttore e lo stato CDW di CsV 3 Sb 5 sono molto sensibili alla pressione, mostrando abbondanti diagrammi di fase di pressione.
Questo studio rivela anche l'insolita competizione tra superconduttività e CDW in CsV 3 Sb 5 , che fornisce indizi sperimentali per studiare il meccanismo CDW non convenzionale.
