北理工團隊在新型籠目結(jié)構(gòu)材料方面取得重要進展
發(fā)布日期：2023-09-06 供稿：物理學(xué)院 攝影：物理學(xué)院
編輯：王莉蓉 審核：陳珂 閱讀次數(shù)：
近日,，北理工物理學(xué)院王秩偉特別研究員、姚裕貴教授團隊,，與中國科技大學(xué)何俊峰教授,、西南大學(xué)匡泯泉副教授等團隊合作在新型籠目晶格材料CsTi3Bi5中取得進展。他們發(fā)現(xiàn)新型準(zhǔn)二維籠目材料CsTi3Bi5具有CsV3Sb5相同的結(jié)構(gòu),，是研究電子相關(guān)效應(yīng),、拓?fù)湮飸B(tài)和非常規(guī)超導(dǎo)電性等量子現(xiàn)象的一個良好平臺。
籠目結(jié)構(gòu)量子材料一直是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究前沿和熱點,，然而合適的材料體系很少,，探索和制備新型籠目結(jié)構(gòu)材料是研究材料新奇物性、發(fā)現(xiàn)新物理效應(yīng)的前提和保障,。鑒于此,，物理學(xué)院李永愷博士后在王秩偉研究員的指導(dǎo)下成功地合成了新型籠目結(jié)構(gòu)材料CsTi3Bi5單晶，發(fā)現(xiàn)CsTi3Bi5是與最近被廣泛研究的CsV3Sb5具有相同結(jié)構(gòu)的Ti基籠目金屬，不同的是這個材料不具有電荷密度波,。為了更加深入理解CsTi3Bi5的電子結(jié)構(gòu),，課題組與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系何俊峰教授課題組展開合作，通過角分辨光電子能譜對母相和Cs表面摻雜的CsTi3Bi5樣品的電子結(jié)構(gòu)進行研究,。研究發(fā)現(xiàn)CsTi3Bi5母相的范霍夫奇點遠(yuǎn)高于費米能級,，不會引入電子的不穩(wěn)定性。之后通過Cs原子對材料表面進行電子摻雜,，使范霍夫奇點向費米面附近移動進而引入電子不穩(wěn)定性,，此時依然無法使CsTi3Bi5進入電荷密度波態(tài)，說明該系統(tǒng)的電子不穩(wěn)定性不能導(dǎo)致電荷密度波的出現(xiàn),。此外,，第一性原理計算表明，籠目材料CsTi3Bi5在母相和電子摻雜后的材料中都保持了晶格穩(wěn)定性,，表明該體系可以將電子不穩(wěn)定性與晶格不穩(wěn)定性區(qū)分開來,，同時也說明晶格不穩(wěn)定性對于籠目金屬中電荷密度波相變的發(fā)生起著重要作用。相關(guān)工作發(fā)表在Physical Review Letters上 [PRL, 131, 026701 (2023)],，并被選為封面文章,。
圖1. CsTi3Bi5的晶體結(jié)構(gòu)和電子能帶結(jié)構(gòu)
圖2. CsTi3Bi5中范霍夫奇點隨Cs表面摻雜的演化
李永愷博士后為文章的共同第一作者，王秩偉研究員為共同通訊作者,。其他合作單位還包括北京大學(xué),、合肥國家同步輻射實驗室、加州大學(xué)伯克利分校,、斯坦福同步輻射光源,、勞倫斯伯克利國家實驗等高校和研究機構(gòu)。上述工作得到了國家重點研發(fā)計劃,、國家自然科學(xué)基金,、北京市自然科學(xué)基金、北京理工大學(xué)青年教師學(xué)術(shù)啟動計劃等相關(guān)項目的支持,。
相關(guān)文章鏈接如下：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.026701
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