Domínios de onda de densidade de carga triangulares alternados observados dentro de um composto supercondutor em camadas
Distribuição de domínios caracterizados por estruturas CDW em forma de estrela e trevo observadas dentro do NbSe2. O padrão de distribuição de domínio lembra um pouco o urokomon, um motivo decorativo que lembra as escamas de um peixe ou réptil frequentemente encontrado na arte e no artesanato tradicional japonês. Crédito:Cartas de revisão física (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.056401 Uma equipe de pesquisa composta pelo NIMS e pela Universidade de Ciência de Tóquio observou ondas de densidade de carga (CDWs) dentro do disseleneto de nióbio (NbSe
2 ) - um composto em camadas - em temperaturas criogênicas e descobriu que eles formam domínios triangulares alternados caracterizados por duas estruturas CDW distintas em forma de estrela e de trevo.
Esta estrutura de domínio foi considerada consistente com uma previsão teórica feita há cerca de quatro décadas. O estudo foi publicado em Physical Review Letters .
NbSe2 – um composto supercondutor em camadas – é frequentemente usado em pesquisas básicas sobre fenômenos quânticos. Portanto, é importante compreender as propriedades físicas do NbSe2 detalhadamente em temperaturas criogênicas. Estes incluem a propriedade única que possui de exibir supercondutividade e CDWs (ou seja, modulações periódicas na densidade eletrônica dentro do composto) e a interação entre eles.
A verificação dessas interações exigirá a identificação de uma estrutura de domínio CDW precisa dentro do NbSe2 . Pesquisas anteriores descobriram que os CDWs dentro do NbSe2 parecia ter dois tipos de domínios caracterizados por estruturas CDW em forma de estrela e em forma de trevo. Porém, a distribuição desses dois domínios permaneceu indeterminada devido à falta de técnicas quantitativas capazes de elucidá-los com precisão.
Esta equipe de pesquisa capturou imagens de alta resolução de CDWs dentro de NbSe2 usando um microscópio de tunelamento de varredura (STM) capaz de gerar imagens de superfícies cristalinas com resolução em nível atômico. A equipe então conseguiu visualizar claramente os padrões de distribuição dos domínios caracterizados por estruturas CDW em forma de estrela e trevo, determinando numericamente o deslocamento das modulações CDW em relação à rede atômica observada.
A imagem resultante revelou que ambos os domínios tinham formas triangulares e estavam dispostos num padrão alternado semelhante ao urokomon, um motivo decorativo que lembra as escamas de um peixe ou réptil frequentemente encontrado na arte e no artesanato tradicional japonês. Esta foi a primeira observação da estrutura do domínio CDW desde que sua existência foi teoricamente prevista na década de 1980.
Espera-se que esses resultados avancem na compreensão dos CDWs dentro do NbSe2 e outros compostos relacionados e facilitam a pesquisa de supercondutores de alta temperatura, fornecendo novos insights sobre a relação entre CDWs e supercondutividade. Além disso, poderão promover investigação básica sobre fenómenos quânticos em sistemas nos quais estes compostos possam ser utilizados como blocos de construção.
