该频段中的相干 OP 传输可能会被随机层间干扰

2024, 01, 24 | 行业新闻

最近，通过复杂材料中的脉冲电磁扰动实现了不同有序宏观状态之间的受控切换的演示，这引发了一些关于造成这种非凡行为的机制的基本问题。在这里，我们通过实验解决了二维（2D）莫特物理是否可以解释层状二硫属化物1T-TaS中不同电子序状态之间的异常切换的问题，或者是其堆叠结构微妙的层间“轨道电子”重新排序的结果。我们报告了低温下通过电流脉冲注入实现的面内 (IP) 和面外 (OP) 电阻切换。为了阐明有争议的理论预测，我们还报告了室温以下电阻率各向异性的测量结果。从T依赖性ρ⊥和ρ||，我们推测电阻率比单粒子扩散或带状传输更符合集体运动。IP和OP电子传输的亚稳态弛豫动力学似乎由相同的介观量子重排序过程控制。我们的结论是1T-TaS2显示了IP和OP相互作用所产生的电阻切换。层状过渡金属硫属化物作为一种用途广泛、多功能的准二维材料，表现出竞争性的电荷密度波序 (CDW)、轨道序、超导性和在某些情况下，磁力顺序。

1T-TaS2特别令人感兴趣，因为它被认为满足不寻常的低温莫特绝缘状态的条件，其中每层内的电子电荷密度由三向IP CDW调制。这种状态可以描述为大卫之星形式的六边形极化子阵列，由Ta向中心带电Ta原子的位移定义。由此产生的低温(C)结构与底层晶格相当，但极化子中心的局域电子的自旋排序在六方晶格内受到挫败，并且迄今为止尚未报道磁排序。加热到220 K以上时，相称态在220 K左右分解为条纹极化子态，并最终在280 K以上时变为由畴壁分隔开的近相称 (NC) 域的片状状态。材料在压力下或掺杂后变得超导。垂直于TaS的电子排序2层及其在确定面外（OP）传输和相位稳定性中的作用目前备受争议。从机械角度来看，该材料表现为二维范德华固体，具有类似于石墨烯的剥离特性，这表明层间耦合很弱。然而，迄今为止的能带结构计算一致预测绝缘面内 (IP) 传输和金属面外 (OP) 传输。后者归因于沿着OP穿越费米能级的高度分散的能带，Γ–A布里渊区方向。该频带中的相干OP传输可能会受到随机层间堆积无序的干扰，可能与成对层堆积或螺旋无序相结合，安德森定位和低温下的绝缘电阻率行为。此外，极化子位点上电子之间的库仑斥力预计会在C态中产生莫特能隙。如果我们认为传输依赖于重叠，则预测的电子传输和机械性能中不寻常的二元性可以部分得到调和。z2相邻平面上Ta原子的轨道，而机械性能取决于远离费米能级的轨道的弱键合以及Ta和S层之间的库仑相互作用。然而，由于缺乏沿c轴的系统输运测量和电子结构，OP相互作用的问题以及IP相关性的重要性仍然悬而未决。

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