Une équipe de recherche dirigée par le professeur Chen Xianhui de l'Université des sciences et technologies de Chine de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a découvert une concurrence inhabituelle entre l'onde de densité de charge (CDW) et la supraconductivité dans le CsV. 3 Sb 5 , un métal kagome en couches, qui fournit des preuves expérimentales clés pour comprendre le nouveau CDW et la supraconductivité. Le résultat a été publié dans Communication Nature et recommandé comme article vedette.

La supraconductivité traditionnelle et le CDW sont deux états électroniques différents, qui proviennent tous deux du couplage électron-phonon et de l'instabilité de Fermi. Dans l'image de coexistence conventionnelle du CDW et du supraconducteur, après être entré dans l'état CDW, le gap énergétique est ouvert du fait de l'emboîtement de la surface de Fermi, entraînant la perte de densité d'états, montrant le comportement du CDW en compétition avec les supraconducteurs.

Le statut CDW peut être supprimé en augmentant la pression ou le dopage chimique. Avec la suppression de l'état CDW, la température de transition critique supraconductrice ( T c ) affichera un seul comportement de type dôme. En raison de la forte frustration géométrique, des états quantiques plus nouveaux, y compris les états supraconducteurs non conventionnels et les ondes de densité chirales, sont prédits.

Récemment, un nouveau supraconducteur à structure de cage en couches CsV 3 Sb 5 a été découvert, qui a une température de transition CDW de 94 K. Combiné avec une variété de moyens de pression, les chercheurs y ont effectué des recherches sur le contrôle de la pression, et déterminé le diagramme de phase du matériau sous haute pression.

Grâce à la mesure du transport électrique à haute tension et de la susceptibilité magnétique, ils ont trouvé que T c se comporte comme un double dôme avec l'augmentation de la pression, plutôt qu'un dôme simple traditionnel. Lorsque la pression est comprise entre 0,7 GPa et 2 GPa, les échantillons montrent anormal T c suppression et élargissement supraconducteur. Lorsque la pression atteint 2 GPa, le CDW est complètement compressé, et le T c peut atteindre jusqu'à 8 K (trois fois plus qu'à pression normale), qui est aussi le plus élevé T c rapportés pour les matériaux avec structure en cage.

Le diagramme de phase supraconducteur anormal à double dôme peut être causé par la transition de l'état CDW proportionnel à l'état CDW presque proportionnel. Par conséquent, les résultats montrent que l'état supraconducteur et l'état CDW de CsV 3 Sb 5 sont très sensibles à la pression, montrant d'abondants diagrammes de phases de pression.

Cette étude révèle également la compétition inhabituelle entre supraconductivité et CDW dans le CsV 3 Sb 5 , qui fournit des indices expérimentaux pour étudier le mécanisme CDW non conventionnel.