单晶Na$_{2.7}$Ru$_4$O$_9$中的对称性破缺与非传统电荷有序

物质中电荷、自旋与晶格自由度的相互作用通过相变导致多种有序态。复杂材料此类现象的重要子类是由混合价态主要驱动的电荷有序（CO）。我们通过结合电阻率（$\rho$）、比热、磁化率$\chi$(\textit{T})与单晶X射线衍射（SC-XRD）结果发现，具有单斜隧道型晶格（空间群$C$2/$m$）的Na$_{2.7}$Ru$_4$O$_9$在室温下呈现非常规CO同时保持金属性。温度依赖的SC-XRD结果显示在$T_{\textrm{C2}}$（365 K）以下出现波矢\textbf{q}$_1$=(0, $\frac{1}{2}$, 0)与\textbf{q}$_2$=(0, $\frac{1}{3}$, $\frac{1}{3}$)的超晶格反射，而在$T_{\textrm{C2}}$与$T_{\textrm{C1}}$（630 K）之间仅出现\textbf{q}$_1$=(0, $\frac{1}{2}$, 0)的超晶格反射的连续相变。我们将其解释为非常规CO形成的证据。其在$T_{\textrm{C2}}$（降温）=345 K与$T_{\textrm{C2}}$（升温）=365 K处电阻率呈现强一级相变。我们认为该相变起源于局域化的4$d$ Ru电子。我们的发现揭示了一个Ru$^{3+}$/Ru$^{4+}$混合价重\textit{d}$^4$离子的独特例子。