Впервые установлена электронная фазовая диаграмма в интеркалированном сверхпроводнике с экстремально большим магнитосопротивлением
В исследовании, опубликованном в Advanced Materials, исследовательская группа под руководством профессора Луо Сюаня из Института физических наук Хэфэй (HFIPS) Китайской академии наук совершила прорыв в настройке электронных свойств полуметалла Вейля T d -MoTe 2 путем интеркалирования 3d -элемент Fe в ван-дер-ваальсову щель (vdW), что привело к экзотическому электронному поведению, а также к впервые обнаруженным магнитным состояниям в топологически нетривиальной фазе Td.
Кристаллическая структура MoTe 2 из другого исследования.
(а) изображение HAADF-STEM 1T'-MoTe 2 вдоль зоны [100] (масштабная линейка, 0, 5 нм). Красный прямоугольник показывает смоделированное изображение HAADF, а красные и синие сферы в желтом прямоугольнике представляют атомы Te и Mo соответственно.
(b) Соответствующие электронограммы.
(c) кристаллические структуры 1T' и T d -MoTe 2 .
(d) Зависимость энергии от объема для фаз 1T' и Td из расчетов DFT.
Предоставлено: Nature Communications (2016). DOI: 10.1038/ncomms11038
Слоистый материал полуметалла Вейля T d -MoTe 2 привлек большое внимание благодаря своим ценным свойствам, включая сверхпроводимость, экстремально большое магнитосопротивление, а также топологически нетривиальную зонную структуру, что делает его идеальным охотничьим угодьем для изучения новой физики и многообещающим кандидатом для изготовления новые электронные устройства.
Для контролируемого манипулирования электронными свойствами T d -MoTe 2 использовались различные способы, такие как давление, химическое замещение, низкоразмерность путем механического расслоения, но исследование интеркаляции элементов переходного металла в полуметалл Вейля Td -MoTe 2 по-прежнему отсутствует.
В этом исследовании путем улучшения процесса выращивания монокристаллов были получены образцы T d -Fe x MoTe 2 с интеркалированием 3d-элемента Fe. Команда провела систематические измерения электрического, термоэлектрического переноса и восприимчивости переменного тока, а также изучила настраивающий эффект интеркаляций железа в системе.
Группа обнаружила, что температура фазового перехода (TS) MoTe 2 из 1T' в Td постепенно снижалась с увеличением интеркаляции Fe, что было подтверждено различными результатами характеризации. Теоретический расчет показал, что за это явление ответственны повышенная энергия фазы Td, повышенный барьер перехода и большее количество занятых зон в фазе 1T'.
Кроме того, поведение ρ ∝ -ln T, вызванное эффектом Кондо, наблюдалось при x ≥ 0,08 из-за связи между носителями проводимости и локальными магнитными моментами интеркалированных атомов Fe. Переход спинового стекла произошел примерно при 10 К в T d -MoTe 2 . Электронная фазовая диаграмма T d -MoTe 2 была установлена впервые.
Это исследование обогатило физические свойства полуметалла Вейля T d -MoTe 2 за счет интеркаляции 3d-элементов и предоставило идеальную платформу для глубокого понимания корреляции между основными состояниями и межслоевым взаимодействием в слоистых дихалькогенидах переходных металлов (TMDC).
