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固体所科研人员发现二硫化钼在高压下发生电荷密度波转变
文章来源: 曹紫昱、王媛 发布时间: 2018-07-26

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  近期,固体所极端环境量子中心研究人员发现二硫化钼(MoS2)在高压下发生电荷密度波转变的迹象,这一发现将对理解MoS2在更高压下的超导电性具有指导意义。该研究成果于近日在《物理评论B (Physical Review B, 97, 214519 (2018))上在线发表。

  超导是一种宏观的量子现象,通常在非常低的温度下发生,材料从正常态进入超导态的温度被定义为超导转变临界温度。较低的超导转变临界温度是目前限制超导应用的最大障碍,因而理解超导的成因提高超导体超导转变温度的关键。

  大量研究表明,超导的出现通常伴随着竞争序(比如电荷密度波、自旋密度波、反铁磁序)被对体系所施加的外部热力学参数(比如压力、化学掺杂)的抑制,因此对超导竞争序的研究有助于理解超导的形成机理。过渡金属二硫族化合物超导体(如:2H-NbSe2、2H-TaS2、2H-TaSe2等)在发生超导转变之前都发生电荷密度波转变,低温下与超导转变共存竞争。前期研究已表明:过渡金属二硫族化合物MoS2在低温及90 GPa的压力条件下进入超导态,然而其超导态的成因依然是未解之谜,电荷密度波是否存在有待确认。

  基于此,固体所研究团队利用金刚石对顶砧产生高压,结合高压低温电输运及原位高压低温拉曼散射技术,对MoS2在低于80 GPa的不同压力条件下的低温拉曼光谱和电输运进行了详细研究。在高压(11.2GPa)条件下,MoS2的电阻-温度曲线上的鼓包标志着电荷密度波的出现。拉曼光谱在34.8GPa4.5K条件下出现新峰(E),这个新峰可能来源于电荷密度波转变导致的布里渊区的折叠。新峰的强度首先随着压力的升高而增强,随后随压力升高显著降低,并伴随着频率的软化。这意味着压力诱导电荷密度波出现,随后在超导出现的压力之前电荷密度波被抑制。

  这一实验发现将对理解MoS2在更高压下的超导电性具有指导意义,它将MoS2的超导的出现归因为压力对电荷密度波竞争序的抑制,对研究其它超导与电荷密度波共存的体系有重要参考价值。

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  1. MoS2的电阻-温度曲线。(a)半导体区域,澳门盘球,棋牌现金网,真人国际网站,真龙百家乐: (b)金属区域其中箭头为电阻-温度曲线上的鼓包

              

  2. 二硫化钼在5.7K不同压力下的拉曼散射结果。 (a) 在拉曼频率-压力坐标下的拉曼散射强度二维图。 (b) 5.7K不同压力的拉曼散射光谱。 (c) 5.7KE峰的强度随压力的变化以及E22g (d)  A1g (e) E1 2g (f)模式的频率随压力的变化。

  

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