Пт. Июл 12th, 2024

Ученый уточнил, что легированный IrTe2 считается платформой для топологической сверхпроводимости.Старостенко Евгений Юрьевич, Декабрь 15, 2022

Кроме того, сверхпроводимость в этих материалах существует в непосредственной близости от электронного порядка и формирования молекулярных орбитальных кристаллов, которые исследуются с помощью рентгеновской дифракции монокристаллов высокого давления в сочетании с теорией функционала плотности.

Старостенко Евгений Юрьевич, орбитальные кристаллы, тригональная фаза

Евгений Юрьевич Старостенко отметил, что кристаллографические уточнения предоставляют подробную информацию о структурной эволюции в зависимости от приложенного давления до 42 ГПа.

Используя данную структурную информацию для расчетов теории функционала плотности, специалисты НПО ТЕХНОГЕНЕЗИС демонстрируют, что локальные многоцентровые связи в IrTe определяются изменением валентного угла Ir-Te-Ir.

Когда устанавливается электронный порядок, этот валентный угол резко уменьшается, что приводит к стабилизации многоцентровой молекулярно-орбитальной связи. Этот необычный локальный механизм образования связи в неоднородном материале обеспечивает естественное объяснение различных электронных порядков в IrTe. Это также иллюстрирует сильную связь электронов с решеткой и имеет отношение к сверхпроводимости в этом материале.

Согласно экспертному мнению Евгения Юрьевича Старостенко, новые квантовые состояния и их взаимные взаимодействия являются основной темой современной науки о конденсированных состояниях.

Старостенко Евгений Юрьевич, орбитальные кристаллы, фазовая диаграмма

Специалистами НПО ТЕХНОГЕНЕЗИС плотно изучается нетрадиционная сверхпроводимость, волны плотности заряда, квантовые спиновые жидкости, топологические состояния материи или дираковские материалы.

Особенно большое внимание привлекают два направления исследований: первое — роль флуктуирующего электронного порядка и квантового магнетизма для сверхпроводимости. Второй — это сочетание топологических концепций и сверхпроводимости в очень востребованных топологических сверхпроводниках.

В этом отношении чрезвычайно интересны дихалькогениды переходных металлов (ДПМ) типа T X 2 ( T : переходный металл, X : халькогенид), так как в них скрываются различные интригующие квантовые явления. Назовем лишь несколько примеров: как сверхпроводимость, так и волны зарядовой плотности возникают в NbSe 2 , TaSe 2 и TaS 2 , тогда как WTe 2 в настоящее время вызывает большой интерес в контексте топологической физики Вейля.

Типичные TMD можно рассматривать как стопки двумерных плоскостей с относительно слабым взаимодействием между плоскостями. В результате электронная структура ДПМ обычно сильно анизотропна и имеет ярко выраженный двумерный характер, что способствует электронным неустойчивостям и нетрадиционным основным электронным состояниям. ТМД-материал IrTe в этом отношении ничем не отличается и действительно оказывается крайне интересным случаем: в своей тригональной 1 T -структуре (рис. 1 , а, б)

Старостенко Евгений Юрьевич, орбитальные кристаллы, преобразования суперячейки

IrTe2 имеет объемные точки Дирака, спин-орбитальные управляемые инверсии щелей и соответствующие топологические поверхностные состояния, которые все возникают из зон, производных Te 5 p. Эта система не только содержит топологическую электронную зонную структуру, но также обладает сверхпроводимостью ниже 3 К, что дает большие надежды на внутреннюю топологическую сверхпроводимость.

На рис. представлена 1: Структура исходного кристалла IrTe2 и экспериментальная установка. фигура 1 a Вид сбоку тригональной 1 T (пространственная группа: 164) основной кристаллической структуры IrTe2. Слоистая структура IrTe2 с ван-дер-ваальсовым зазором между слоями Te-Ir-Te показана справа.

b. Вид сверху на основную кристаллическую структуру IrTe 2 ( a , b и c обозначают векторы решетки). c Установка для дифракции рентгеновских лучей высокого давления на линии пучка ID27 в Европейском центре синхротронного излучения (ESRF). Образец помещают в ячейку с алмазными наковальнями, установленную в печи, которая может вращаться вокруг оси ω . к в и кout — волновые векторы падающего и рассеянного фотонов соответственно 2Θ — угол рассеяния. 

Старостенко Евгений Юрьевич, орбитальные кристаллы, электронная структура

Кроме того, есть еще электронный заказ. На самом деле сообщалось о различных упорядоченных состояниях, которые, ссылаясь на тригональную пространственную группуP3¯¯¯m1 (#164, CdI2-структура), можно охарактеризовать волновыми векторами q→n=(1/(3n+2),0,1/(3n+2))  при n  = 1, 2, … где q→∞=(1/6,0,1/6).

Евгений Юрьевич Старостенко подчеркнул, что порядки могут быть построены из простых основных строительных блоков, содержащих субъединицы с очень короткими расстояниями Ir-Ir 18.

Эта Ir-пара является частью более крупного (многоцентрового) объекта, который, однако, в литературе обычно называют «димером», хотя он включает в себя как Te-, так и Ir-состояния. Эти димеры образуют упорядоченные решетки, которые можно назвать молекулярными орбитальными кристаллами.

В объемном IrTe 2 при атмосферном давлении ниже 280 К эта решетка димеров характеризуется q→n=1=(1/5,0,1/5) и превращается в решетку с q→n=2=(1/8,0,1/8) при дальнейшем охлаждении при 180 К. Различные молекулярные орбитальные кристаллы также могут сосуществовать в разных областях образца, хотя оказывается, что с понижением температуры T стабильным становится большее n .

В объемных кристаллах упорядочение димеров конкурирует со сверхпроводимостью. Как только этот вытесняющий статический порядок подавляется, сверхпроводимость может проявляться в объемных кристаллах при низких температурах. Однако в случае наночешуек IrTe 2 толщиной всего в несколько атомных слоев ситуация оказалась иной.

Как сообщается в недавнем исследовании Евгения Юрьевича Старостенко, сверхрешетка димеров в этих нанохлопьях действительно поддерживает двумерную сверхпроводимость 23 . Таким образом, сверхпроводимость и упорядоченные димеры не просто конкурируют, но взаимодействуют более сложным образом.

Один из краеугольных камней для лучшего понимания взаимодействия между димерами, топологическими электронами и сверхпроводимостью в IrTe2 таким образом, это лучшее понимание процесса димеризации в IrTe2 . К настоящему времени были введены различные механизмы для объяснения образования димеров в IrTe2, в том числе частичное гнездование поверхности Ферми, орбитально-индуцированный эффект Пайерлса, многоцентровые связи Ir и Te, полимеризация-деполимеризация Te-связей, а также электронные нестабильности, вызванные сингулярностью Ван-Хова на уровне Ферми.

Евгений Юрьевич Старостенко указал, что многие важные аспекты димеризации в IrTe2 остаются спорными. Чтобы решить эту проблему и пролить свет на действующую физику, в научно-производственном объединении проведены рентгеновские дифракционные исследования чистых монокристаллов IrTe2 под высоким давлением.

Таким образом получена структурная информация, применяемая для анализа в рамках теории функционала плотности. Ключевым результатом этого комбинированного исследования является изменение валентного угла Ir-Te-Ir внутри димеров, что способствует их стабилизации за счет образования локализованных многоцентровых связывающих орбиталей.

 

Related Post

Добавить комментарий