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超導(dǎo)材料，最新Nature！

第一作者：Yuqing Xing，Seokjin Bae

通訊作者：Vidya Madhavan

通訊單位：美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校

Madhavan教授在1991年從印度理工學(xué)院（馬德拉斯）獲得了冶金工程學(xué)士學(xué)位，1993年從印度理工學(xué)院（新德里）獲得了固態(tài)材料技術(shù)碩士學(xué)位。她在2000年從波士頓大學(xué)獲得了博士學(xué)位。1999年至2002年，她在加州大學(xué)伯克利分校擔(dān)任博士后研究員，之后于2002年加入波士頓學(xué)院物理系擔(dān)任教職。2014年，她作為正教授加入了伊利諾伊大學(xué)。她的獎項包括2007年榮獲國家科學(xué)基金會職業(yè)成就獎，2015年當(dāng)選為美國物理學(xué)會會士，2020年被授予戈登和貝蒂·摩爾基金會實驗研究員稱號，2020年至2023年擔(dān)任美國物理學(xué)會（APS）凝聚態(tài)物理部的大員，2021年被選為加拿大先進研究所（CIFAR）研究員。

論文速覽

在沒有自旋序的情況下，時間反轉(zhuǎn)對稱性的破壞表明存在不尋常的相位，如軌道磁和回路電流。最近發(fā)現(xiàn)的kagome超導(dǎo)體AV₃Sb₅（其中A是K、Rb或Cs）顯示了一種奇特的電荷密度波（CDW）狀態(tài)，并成為擁有回路電流相的材料的有力候選材料。然而，由于實驗數(shù)據(jù)相互矛盾，CDW打破了時間反轉(zhuǎn)對稱性的觀點正在引起激烈的爭論。本研究利用激光耦合掃描隧道顯微鏡技術(shù)，探索了RbV₃Sb₅中的電荷密度波（CDW）態(tài)。

研究發(fā)現(xiàn)，通過沿高對稱性方向應(yīng)用線性極化光，能可逆地切換CDW峰的相對強度，表明了強烈的非線性電子-聲子耦合。此外，還觀察到垂直磁場也能引起類似的CDW強度切換，暗示了一種不尋常的壓電-磁響應(yīng)，進而需要時間反演對稱性的破壞。研究提出了滿足條件的最簡單的CDW是鍵電荷序和環(huán)流的反相組合，稱之為共軛CDW-通量相。激光掃描隧道顯微鏡數(shù)據(jù)為在關(guān)聯(lián)材料中動態(tài)光學(xué)控制復(fù)雜量子現(xiàn)象提供了可能性。

圖文導(dǎo)讀

圖1：RbV₃Sb₅和CDW峰強度的Sb表面鑒定。

圖2：線性極化光誘導(dǎo)的2a₀×2a₀ CDW強度順序的切換。

圖3：光誘導(dǎo)的相對CDW強度切換的表征。

圖4：磁場誘導(dǎo)的相對CDW強度的切換。

圖5：共軛CDW-通量相的示意圖。

總結(jié)展望

本研究通過激光耦合掃描隧道顯微鏡技術(shù)，成功觀察并調(diào)控了RbV₃Sb₅中的CDW態(tài)。研究結(jié)果不僅揭示了CDW態(tài)對電磁場的響應(yīng)，還提出了共軛CDW-通量相的新概念，為理解材料中的時間反演對稱性破壞提供了新的視角。此外，該研究為實現(xiàn)對復(fù)雜量子現(xiàn)象的動態(tài)光學(xué)控制鋪平了道路，有望推動關(guān)聯(lián)材料中新型量子態(tài)的探索和應(yīng)用。

文獻信息

標(biāo)題：Optical manipulation of the charge-density-wave state in RbV₃Sb₅

期刊：Nature

DOI：10.1038/s41586-024-07519-5

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