外爾半金屬(TaSe4)2I中電荷密度波誘發之非常規能譜間隙"Unconventional

近幾年的理論指出，若外爾半金屬材料同時具備電荷密度波特性，電荷密度波相量有機會與外爾費米子間耦合，形成軸子絕緣體。而準一維材料(TaSe4)2I是少數符合上述特性的材料，被認為是軸子絕緣體的候選材料。然而實驗上並未能提出直接的電荷密度波-外爾點交互作用證據，原因出自於此材料在溫度低於相轉變溫度時，靠近費米能階之光電子能譜訊號會急遽衰減，導致無法解析外爾點上是否有能隙產生。對於無法解析的費米能階附近能帶結構，過往的研究提出如軸子絕緣體相、極子次級能帶、雙極子束縛態等解釋，然而這些解釋都會牽涉能隙的打開或能帶結構變化。本研究由中央大學物理系林孟凱教授及美國伊利諾大學香檳分校江台章教授主導，運用角解析光電子能譜技術重新檢視此材料系統，並發現隨著樣品溫度的變化，能帶結構並沒有任何的變化，取而代之的是費米能階附近出現了非常規能譜間隙。根據仔細的分析，我們證實，此非常規之能譜間隙是來自於非相稱的電荷密度波調制，導致了準粒子的局域性所致。

圖/物理系提供

(TaSe4)2I於一般相和電荷密度波相之角解析光電子能譜。(出自：M. K. Lin, et al., Nano Letters 24, 8778 (2024).)