华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心
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王俊峰课题组在低维强关联电子材料研究上取得新进展

发布日期:2021-12-01    作者:     来源:     点击:

(通讯员 柯杰尊)11月30日,《物理评论B》(Physical Review B)在线刊发了国家脉冲强磁场科学中心王俊峰课题组题为“Nearly fully opened charge density wave gap in the quasi-two-dimensional conductor γ-Mo4O11: a comparative study with η-Mo4O11”(准二维导体γ-Mo4O11中几乎完全打开的电荷密度波能隙:与η-Mo4O11的比较研究)的论文,并将其推选为当期亮点工作(Editors’ Suggestion)。中心博士生柯杰尊为论文第一作者,杨明老师和王俊峰研究员为论文共同通讯作者,浙江工业大学许晓峰教授、武汉大学石兢教授以及中心左华坤工程师、博士生朱海鹏和董超等参与了相关工作。

γ-Mo4O11单晶在稳态和脉冲强磁场下的电输运性质

近年来,由于电荷密度波(CDW)态中奇特的准粒子和拉廷格(Luttinger)液体行为,低维钼类青铜氧化物体系重新受到广泛关注。对于准一维钼青铜,CDW能隙完全打开导致系统发生金属-绝缘体相变;而准二维钼青铜的费米面在低温下隐藏套叠,能隙部分打开使得系统发生金属-金属的CDW相变。利用60T脉冲强磁场实验条件,王俊峰、杨明等人研究了这类金属CDW态的电子输运行为,先后在K0.9Mo6O17(PRB 89, 035137, 2014)、Na0.9Mo6O17(PRB 102, 235164, 2020)、η-Mo4O11(PRB 102, 245135, 2020)和Li0.9Mo6O17(Ceram. Intern. 47, 25229, 2021)中观察到丰富的磁相变、超导转变、量子振荡、以及磁击穿效应。

在本工作中,研究小组利用化学气相输运法成功合成了高质量的γ-Mo4O11单晶样品。不同于η相的单斜结构,γ相具有正交结构。系统的磁化率、比热、R-T曲线揭示γ-Mo4O11属于准二维导体,其不显著的CDW相变发生在~96K附近。进一步研究发现,γ相的CDW能隙近似完全打开,因此可以观察到类似准一维钼青铜中的非线性I-V特性;同时,极少量的残余费米面使得层间磁电阻在高达60T强磁场下出现明显的量子振荡特征。该工作为研究准二维系统中的CDW行为尤其是非线性输运性质提供了理想研究对象。

该研究工作得到了国家自然科学基金青年基金和面上项目的支持。


论文链接:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.195154