【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近幾年來，超導(dǎo)體中的配對密度波態(tài)(Pair density wave，PDW)，即一種超導(dǎo)序參量不需要外加磁場而隨實(shí)空間振蕩變化的量子態(tài)，相繼在非傳統(tǒng)超導(dǎo)體例如銅基、鐵基、釩基和重費(fèi)米子超導(dǎo)體中被研究者觀測到。其新奇的物理性質(zhì)成為人們研究的焦點(diǎn)。在上述超導(dǎo)體中，配對密度波往往和電荷密度波、超導(dǎo)態(tài)共存。除了上述幾類超導(dǎo)體，在過渡金屬硫族化合物(Transition-metal dichalcogenide，TMDC)中往往也存在電荷密度波與超導(dǎo)態(tài)。其中最具有代表性的例子就是2H-NbSe2，一種在7.2 K下同時(shí)具有電荷密度波和超導(dǎo)態(tài)的TMDC，長期以來被人們廣泛研究，并在其中相繼被觀測到2重向列超導(dǎo)態(tài)、拓?fù)涑瑢?dǎo)態(tài)、伊辛超導(dǎo)態(tài)和FFLO態(tài)等新奇物性。同時(shí)，研究者也在2H-NbSe2中觀測到配對密度波態(tài)。然而，配對密度波與電荷密度波、超導(dǎo)態(tài)之間的相互作用與關(guān)聯(lián)卻仍然缺少研究。
 

　　近日，中國科學(xué)院大學(xué)材料科學(xué)與光電技術(shù)學(xué)院姜宇航研究團(tuán)隊(duì)利用自主設(shè)計(jì)搭建的極低溫強(qiáng)磁場掃描隧道顯微鏡，研究了NbSe2中的配對密度波，電荷密度波、超導(dǎo)態(tài)之間的聯(lián)系與相互作用。他們發(fā)現(xiàn)在NbSe2中的存在兩類配對密度波，并觀測到不同配對密度波和電荷密度波之間的相互作用在原子尺度上存在明顯差異。其中一類配對密度波沒有破壞C3旋轉(zhuǎn)對稱性，而另一類破壞了C3旋轉(zhuǎn)對稱性，并且直接誘導(dǎo)出向列超導(dǎo)態(tài)。該成果是首次在NbSe2中觀測到不同形式的配對密度波，同時(shí)對向列超導(dǎo)態(tài)給出直接證據(jù)。這一成果不但證明了NbSe2中存在有不同形式的配對密度波和向列超導(dǎo)態(tài)，還啟發(fā)未來可以在其中或者其它過渡金屬硫族化合物材料家族研究更加豐富的配對密度波和對其精確調(diào)控。
 

　　圖：(a)2H-NbSe2的晶格結(jié)構(gòu)。2H-NbSe2的超導(dǎo)譜線。超導(dǎo)能隙隨空間的振蕩行為。相干峰強(qiáng)隨空間的振蕩行為。(b)兩種不同的CDW形貌相。兩種不同PDW。
 

　　相關(guān)成果以“Directly visualizing nematic superconductivity driven by the pair density wave in NbSe2”為題發(fā)表于2024年8月22日的Nature Communications雜志。中國科學(xué)院大學(xué)材料科學(xué)與光電技術(shù)學(xué)院博士后/特別研究助理曹路為論文第一作者，中國科學(xué)院大學(xué)姜宇航副教授和毛金海副教授為共同通訊作者。該工作得到科技部、國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金、博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃、以及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金的資助。