电荷密度波转变中因量子涨落导致的声子软化缺失
材料科学
2024-10-16 v1
摘要
Kagome 金属因其可能承载奇异量子态而成为凝聚态物理的前沿。其中，CsV3Sb5 因电荷密度波 (CDW) 序与超导电性的不寻常共存而备受关注，为探索新颖的电子和声子现象提供了理想平台。CsV3Sb5 中 CDW 的本质引发了广泛争论。先前的研究表明，驱动 CsV3Sb5 中 CDW 转变的机制不同于传统的机制，如电子-声子耦合和费米面嵌套。在本研究中，我们通过从头算有限温度模拟，研究了与 CsV3Sb5 中 CDW 结构相关的晶格动力学，探究了 CDW 态的起源。通过 CsV3Sb5 与 2H-NbSe2 的对比研究，我们证明实验上观察到的 CsV3Sb5 中声子软化的缺失以及弱一级转变的特征，可归因于晶格的量子零点运动，它抹平了 CDW 势能景观，即使在 CDW 转变温度以下也能有效稳定原始结构。我们认为，这种奇特行为可能导致原始结构和 CDW 结构在转变温度附近共存，并产生弱一级转变。我们进一步讨论了实验意义，并利用我们的模拟结果解释了单晶 CsV3Sb5 的相干声子光谱学结果。这些发现不仅深化了我们对 CDW 转变的基本理解，也突显了量子效应在影响像 CsV3Sb5 这样相对较重元素材料的宏观性质中所扮演的惊人角色。我们的研究为理解那些几乎没有声子软化的 CDW 材料 (包括铜氧化物超导体) 的 CDW 态形成机制提供了关键见解。
关键词
引用
@article{arxiv.2410.10992,
title = {Absence of Phonon Softening across a Charge Density Wave Transition due to Quantum Fluctuations},
author = {Yubi Chen and Terawit Kongruengkit and Andrea Capa Salinas and Runqing Yang and Yujie Quan and Fanghao Zhang and Ganesh Pokharel and Linus Kautzsch and Sai Mu and Stephen D. Wilson and John W. Harter and Bolin Liao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.10992},
year = {2024}
}