中國科學技術大學陳仙輝院士團隊近期在一種新型籠目結構超導體中發(fā)現(xiàn)非尋常的電荷密度波與超導的競爭關系，為理解新奇的電荷密度波和超導態(tài)提供了關鍵性實驗證據(jù)。該成果日前在線發(fā)表于《自然—通訊》。

傳統(tǒng)超導和電荷密度波是兩種不同的電子態(tài)，均起源于電聲子耦合和費米面失穩(wěn)。在傳統(tǒng)電荷密度波和超導共存圖像中，進入電荷密度波態(tài)后，由于費米面的嵌套打開能隙從而導致態(tài)密度的丟失，表現(xiàn)出電荷密度波與超導相競爭的行為。增加壓力或化學摻雜等手段可以壓制電荷密度波態(tài)，超導臨界轉變溫度隨著電荷密度波態(tài)壓制，會展現(xiàn)出單穹頂狀的行為。而在具有籠目結構的化合物中，理論預言會出現(xiàn)更多新奇量子物態(tài)，包括非傳統(tǒng)超導態(tài)和手性密度波等。最近，一種具有94K電荷密度波轉變溫度的新型層狀籠目結構超導體的發(fā)現(xiàn)，為相關研究提供了一個理想平臺。

研究人員結合多種加壓手段，確定了這一新型籠目結構超導體在高壓下的相圖，并發(fā)現(xiàn)其超導臨界轉變溫度隨壓力增加表現(xiàn)為雙穹頂狀的行為，而非傳統(tǒng)的單穹頂狀的行為。當壓力在0.7~2吉帕時，樣品表現(xiàn)出反常的超導臨界轉變溫度壓制。當壓力達到2吉帕后，電荷密度波被完全壓制，超導臨界轉變溫度最高可達8K，這也是目前具有籠目結構材料所報道的最高超導臨界轉變溫度。該反常的雙穹頂狀超導相圖，可能由公度電荷密度波態(tài)轉變?yōu)?span id="nvrnhnt" class="keyword">近公度電荷密度波態(tài)導致。在近公度電荷密度波態(tài)會有電荷密度波疇壁形成，從而導致超導臨界轉變溫度的反常壓制和超導展寬。

研究結果表明，這種新型超導體中的超導態(tài)和電荷密度波態(tài)對壓力非常敏感，兩者具有非尋常的競爭關系，為研究非傳統(tǒng)電荷密度波機制提供了實驗線索。(桂運安)