La relazione tra le onde di densità di carica (CDW) e la superconduttività è complessa e sfaccettata. Le CDW sono un tipo di instabilità elettronica che può verificarsi in alcuni materiali a basse temperature, in cui la densità elettronica forma uno schema periodico noto come onda di densità di carica. La superconduttività, invece, è un fenomeno in cui alcuni materiali conducono elettricità con resistenza pari a zero a basse temperature.

Sebbene i CDW e la superconduttività possano coesistere in alcuni materiali, la loro interazione può essere cooperativa o antagonista. In alcuni casi, la presenza di un CDW può aumentare la superconduttività, mentre in altri casi può sopprimerla.

Effetti cooperativi

Uno scenario possibile è che la formazione di un CDW possa portare ad un aumento dell’accoppiamento elettrone-fonone, che è un fattore chiave nella superconduttività convenzionale. Questo accoppiamento potenziato può rafforzare le interazioni attrattive tra elettroni e fononi, promuovendo così la formazione di coppie di Cooper e aumentando la temperatura critica per la superconduttività.

Inoltre, in alcuni materiali, la modulazione periodica della densità di carica associata a un CDW può aprire lacune nella superficie di Fermi, con conseguente formazione di nuove tasche elettroniche. Queste nuove tasche elettroniche possono contribuire alle proprietà superconduttrici complessive del materiale.

Effetti antagonisti

D’altra parte, la presenza di un CDW può anche avere effetti dannosi sulla superconduttività. Ad esempio, il potenziale periodico associato a una CDW può portare alla dispersione delle coppie di Cooper, interrompendone la coerenza e ostacolando lo stato superconduttivo.

Inoltre, in alcuni casi, la formazione di un CDW può introdurre ulteriori stati elettronici che competono con lo stato fondamentale superconduttore, rendendolo energeticamente meno favorevole. Ciò può portare alla soppressione della superconduttività o addirittura alla sua completa scomparsa.

L'interazione tra CDW e superconduttività dipende fortemente dal materiale e può variare ampiamente a seconda delle proprietà e caratteristiche specifiche del sistema. Pertanto, è necessario studiare ciascun materiale individualmente per comprendere l'intricata relazione tra questi due fenomeni.