合肥光源用户在准一维电荷密度波材料电子结构研究中获新进展学术资讯

一维和准一维电子系统表现出诸多特殊的物性，例如Luttinger液体行为、Peierls相变、新奇的拓扑相和独特准粒子行为。与二维或三维电子系统不同，一维电子系统中的低能粒子-空穴对只有在其波矢q≈0或2kF时才能被激发。散射相空间和电子屏蔽的减少能够产生丰富的新奇物性。同时，具有嵌套费米面的准一维金属在电子-声子耦合的作用下，极易产生电荷密度波。通过更强的电子-声子耦合，电子可以与局部晶格畸变形成新的复合准粒子—Holstein极化子，可以强烈地使系统的电子结构被重整化。迄今为止，虽然极化子在二维或三维材料中已被广泛观测到，它们尚未在准一维材料中被发现。蓝青铜A0.3MoO3(A=K,Rb,Tl)这是一种典型的准一维电荷密度波材料，它在正常态表现出典型的Luttinger液体行为。该材料为研究从Luttinger液体到电荷密度波转变的微观机制、准一维体系中的电子-声子耦合提供了一个难得的平台。

合肥光源用户清华大学杨乐仙教授、牛津大学陈宇林教授，以及上海科技大学柳仲楷教授和北京大学张焱教授等，利用角分辨光电子能谱实验站系统地研究了蓝青铜的电子结构。在实验上观测到能带色散的强重整化，符合Holstein极化子的特征，表明该系统中存在较强的电子-声子耦合。该研究表明强电子-声子耦合在蓝色青铜器的电子特性和电荷-密度-波转变中起着重要作用，不仅调和了长期以来关于蓝色青铜器电子特性的激烈争论，而且为研究Luttinger液体材料中有趣的电荷激发提供了重要的实验依据。