带可能中间电子态的载流子密度波拓扑半金属 EuAl4中增强的声子-声子相互作用与减弱的电子-声子耦合
材料科学
2025-06-03 v2 超导电性
摘要
载流子密度波（CDW）的起源是长期未解的难题。此外，跨越CDW相变的声子-声子相互作用（PPI）的演变鲜有被考察。还有关于电子-声子耦合（EPC）在CDW相变后是否减弱或增强的争论。CDW为发现引人入胜的中间电子态提供了肥沃的土壤。本文报道了对表现出CDW相（Tc ~ 145 K以下）的拓扑半金属 EuAl4中PPI和EPC的拉曼光谱研究。自由载流子密度（nc）和温度对A1g和B1g两种声子模式Fano非对称因子（1/|q|）的依赖性表明，在Tc以下，EPC可能由于nc的减小而减弱。有趣的是，在50至145 K的温度范围内，1/|q|的快速增长导致其与nc的线性依赖性出现显著偏离，以及在约50 K附近1/|q|和nc温度演化中的肩部特征，暗示在EuAl4中可能存在一种中间电子态，其EPC明显大于CDW基态。此外，在Tc以下，B1g声子模式全宽半高值（FWHM）的快速减小表明该声子模式代表的CDW调制Al1原子的集体振动，其PPI在CDW相变后显著增长，这与EPC的减弱相矛盾，可能主要源于EuAl4中晶格无谐性的增强。我们的结果不仅凸显了增强的PPI和减弱的EPC在完全理解CDW相形成方面的重要性，也致力于在EuAl4中探索新型中间电子态。
引用
@article{arxiv.2501.02171,
title = {Enhanced Phonon-Phonon Interactions and Weakened Electron-Phonon Coupling in Charge-Density-Wave Topological Semimetal EuAl4 with a Possible Intermediate Electronic State},
author = {Shize Cao and Feng Jin and Jianzhou Zhao and Yun-Ze Long and Jianlin Luo and Qingming Zhang and Zhi-Guo Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.02171},
year = {2025}
}
备注
Accepted by Journal of Physical Chemistry Letters