准一维材料中的Tomonaga-Luttinger液体与电荷密度波

在一维（1D）电子系统中，费米胶体态由于电子相互作用而破裂，导致Tomonaga-Luttinger液体（TLL）态，或由于Peierls不稳定性而导致绝缘电荷密度波（CDW）相。在一般情况下，这两种现象是相互排斥的，二者的共存在实际材料中仍存疑问。本文报告发现一种新型准1D材料——$Cs_{1-\delta}Cr_3S_3$，意外地表现出CDW态与TLL态的共存。通过内单位胞二聚化和约250 meV的光学带隙，证实了CDW态的存在。同时，通过电子输运和角分辨光电子能谱测量，清晰地展示了TLL行为，其表现为温度、偏置电压和电子能量的幂律标度。带结构计算显示，费米能级附近存在孤立的、线性色散的1D带。对于二聚化的CDW相，位于布里渊区边界的1D费米面薄片因内部键对称性破裂而被 gap 化。实验上，细微的Cs空位将费米能级位移至线性色散的价带中，从而在不中断CDW有序的情况下观察到TLL行为。该工作建立了$Cs_{1-\delta}Cr_3S_3$作为反对立费米-液体不稳定性共存并交织的稀有材料平台，为研究1D系统中涌现量子现象开辟了新 avenue。