研究人员揭示了可调谐范霍文奇点而没有结构不稳定

中国科学院何俊峰教授团队与国内外合作者共同发现范霍夫奇点(vHS)的能级新型钛基 kagome 金属 CsTi 3 Bi 5可以在没有晶格结构不稳定的情况下进行调整。他们的工作作为封面文章发表在7 月 12 日的《物理评论快报》上。

在戈薇金属中，vHS提供的电子不稳定性通常与晶格结构不稳定性共存，使得很难区分不同不稳定性对电荷密度波(CDW)的影响。

为了了解不同不稳定性对CDW的影响，该团队对新型钛基kagome金属CsTi 3 Bi 5进行了研究。CsTi 3 Bi 5具有与AV 3 Sb 5 (A=K、Rb、Cs)相同的晶格结构，但不具有电荷密度波态。该团队首先利用高分辨率角分辨光电子能谱研究了CsTi 3 Bi 5的电子结构，发现其与第一性原理计算的结果非常吻合。原始 CsTi 3 Bi 5中 vHS 的能量位置远高于费米能级，不能带来电子不稳定。第一性原理计算和低温X射线衍射测量表明CsTi 3 Bi 5不存在晶格不稳定性。

研究人员继续发现，可以通过 Cs 表面掺杂引入电子，从而能够在较宽的能量范围内调制 CsTi 3 Bi 5中的 vHS 。当 vHS 接近费米能级时，它会产生电子不稳定性。同时，第一性原理计算表明电子掺杂后CsTi 3 Bi 5不存在晶格结构不稳定性。这样，团队就实现了两种不稳定因素的解耦。CsTi 3 Bi 5可以是一个独特的平台，可以单独调节电子不稳定性而不受结构不稳定性的影响。

研究人员还发现，即使vHS被调整以在费米能级附近引入电子不稳定性，它仍然无法在CsTi 3 Bi 5中产生CDW的能隙。因此，电子不稳定性本身不能在CsTi 3 Bi 5中产生电荷密度波。

第一性原理计算进一步表明，在从CsV 3 Sb 5到CsTi 3 Bi 5的演化过程中，CDW的出现直接对应于系统总能量的变化。CDW相变仅在相应晶体结构具有最低总能量时发生。因此，晶格结构不稳定性在kagome金属的CDW相变中起着重要作用。

这项工作对于进一步了解电子不稳定性和晶格结构不稳定性对 kagome 金属 CDW 的影响具有指导意义。

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