ககோம் மீக்கடத்தியில் மின்னூட்ட அடர்த்தி அலை மற்றும் எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் இணைப்பின் மின்னணு தன்மை

சமீபத்தில், Kagomé  மீக்கடத்திகள் AV₃Rb₅ (A = K, R மற்றும் Cs) அவற்றின் புதிய நிகழ்வுகள் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளுக்காக ஆராய்ச்சியாளர்களின் பெரும் கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. அவை அசாதாரண மின்னூட்ட அடர்த்தி அலை (CDWs- Charge Density Wave), ஒழுங்கற்ற ஹால் விளைவுகள் மற்றும் மீக்கடத்துத் தன்மை ஆகியவற்றைக் காட்டுகின்றன. CDW  நிலை அழுத்தத்தின் கீழ் மீக்கடத்தி நிலைகளுடன் போட்டியிடுகிறது. மின்னூட்ட அடர்த்தி அலை நிலையின் மின்னணு கட்டமைப்பு மற்றும் அது தொடர்புடைய இயற்பியல் பண்புகளையும் புரிந்து கொள்வது அவசியம்.

உயர் தெளிவுத்திறன் கோணம் தீர்க்கப்பட்ட ஒளிஉமிழ்வு நிறமாலைமானி (ARPES-Angle-Resolved Photo Emission Spectroscopy) என்பது இயக்கத்தில் உள்ள பொருட்களின் மின்னணு கட்டமைப்புகளை ஆய்வு செய்வதற்கான ஒரு சக்திவாய்ந்த நுட்பமாகும். சமீபத்தில், சீன அகாடமி ஆஃப் சயின்ஸின் (CAS) இன்ஸ்டிட்யூட் ஆப் இயற்பியல் நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் சோவ் சிங்ஜியாங்கின் குழுவில் உள்ள Luo Hailan, KV₃Sb₅-இல் உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட ARPES அளவீடுகளை மேற்கொண்டார் மற்றும் KV₃Sb₅-இல் CDW மற்றும் எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் இணைப்பின் தன்மையை வெளிப்படுத்தினர்.

ARPES அளவீடுகளிலிருந்து, 2×2 CDW- தூண்டப்பட்ட எலக்ட்ரான் கட்டமைப்பு புனரமைப்புக்கான வலுவான ஆதாரங்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கவனித்தனர். ஃபெர்மி மேற்பரப்பின் புனரமைப்பு, பழமையான ப்ரில்லியன்(Brillouin) மண்டலத்தின் எல்லைக்கும் நடுப்பகுதிக்கும் இடையே உள்ள பேண்ட்-மடிப்பு மற்றும் புனரமைக்கப்பட்ட மற்றும் பழமையான ப்ரில்லியன் மண்டலங்களின் எல்லையில் CDW இடைவெளியைத் திறப்பது ஆகியவை இதில் அடங்கும்.

ஃபெர்மியன் நிலைக்கு அருகில், ஃபெர்மியன் மேற்பரப்பு சார்ந்த மற்றும் வேகம் சார்ந்த CDW இடைவெளி அளவிடப்பட்டது மற்றும் அனைத்து V பெறப்பட்ட ஃபெர்மி மேற்பரப்பு தாள்களுக்கும் CDW இடைவெளியின் வலுவான அனிஸ்ட்ரோபி காணப்பட்டது.

மேலும், அனைத்து V- வழித்தோன்றல் பட்டைகளுக்கும் எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் இணைப்பின் சிறப்பம்சங்கள் தோன்றின.

இந்த அவதானிப்புகள் CDW மாற்றங்களை இயக்குவதில் எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் இணைப்பு ஒரு மேலாதிக்கப் பங்கைக் கொண்டிருக்கக்கூடும் என்று கூறுகின்றன. அவை CDWகளின் தோற்றம் மற்றும் AV₃Sb₅ ககோம் மீக்கடத்திகளில் உள்ள பிற இயற்பியல் பண்புகளுடன் அவற்றின் தொடர்பு பற்றிய முக்கிய நுண்ணறிவுகளையும் வழங்குகின்றன.

இந்த ஆய்வானது நேச்சர் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

References:

• Luo, H., Gao, Q., Liu, H., Gu, Y., Wu, D., Yi, C., & Zhou, X. J. (2022). Electronic nature of charge density wave and electron-phonon coupling in kagome superconductor KV3Sb5. Nature Communications, 13(1), 1-8.
• Li, H., Zhang, T. T., Yilmaz, T., Pai, Y. Y., Marvinney, C. E., Said, A., & Miao, H. (2021). Observation of Unconventional Charge Density Wave without Acoustic Phonon Anomaly in Kagome Superconductors A V₃Sb₅ (A= Rb, Cs). Physical Review X, 11(3), 031050.
• Tan, H., Liu, Y., Wang, Z., & Yan, B. (2021). Charge density waves and electronic properties of superconducting kagome metals. Physical review letters, 127(4), 046401.
• Miao, H., Li, H. X., Meier, W. R., Huon, A., Lee, H. N., Said, A., & Yan, B. (2021). Geometry of the charge density wave in the kagome metal A V₃Sb₅. Physical Review B, 104(19), 195132.
• Uykur, E., Ortiz, B. R., Wilson, S. D., Dressel, M., & Tsirlin, A. A. (2021). Optical detection of charge-density-wave instability in the non-magnetic kagome metal KV₃Sb₅. arXiv preprint arXiv:2103.07912.