El transporte OP coherente en esta banda puede verse interrumpido por capas intermedias aleatorias

Demostraciones recientes de conmutación controlada entre diferentes estados macroscópicos ordenados mediante perturbaciones electromagnéticas impulsivas en materiales complejos han abierto algunas preguntas fundamentales sobre los mecanismos responsables de un comportamiento tan notable. Aquí abordamos experimentalmente la cuestión de si la física de Mott bidimensional (2D) puede ser responsable de cambios inusuales entre estados de diferente orden electrónico en el dicalcogenuro en capas 1T-TaS. ₂ , o es el resultado de un sutil reordenamiento "orbitrónico" entre capas de su estructura de apilamiento. Informamos sobre la conmutación de resistencia en el plano (IP) y fuera del plano (OP) mediante inyección de pulso de corriente a bajas temperaturas. Para aclarar las controvertidas predicciones teóricas, también informamos sobre las mediciones de la anisotropía de la resistividad eléctrica por debajo de la temperatura ambiente. De la dependencia T de ρ _⊥ y ρ _|| , suponemos que la resistividad es más consistente con el movimiento colectivo que el transporte por difusión o en forma de banda de una sola partícula. La dinámica de relajación del estado metaestable para el transporte de electrones IP y OP aparentemente se rige por el mismo proceso de reordenamiento cuántico mesoscópico. Concluimos que 1T-TaS ₂ muestra el cambio de resistencia que surge de una interacción de correlaciones IP y OP. Los calcogenuros de metales de transición en capas están atrayendo el interés general como materiales cuasi bidimensionales muy versátiles y multifuncionales que muestran orden de onda de densidad de carga (CDW), orden orbital, superconductividad y en competencia. algunos casos, orden magnético.

1T-TaS ₂ es de particular interés, ya que se cree que satisface las condiciones para un estado aislante Mott inusual de baja temperatura en el que la densidad de carga electrónica dentro de cada capa está modulada por un IP CDW de tres direcciones. Este estado puede describirse como una matriz hexagonal de polarones en forma de estrella de David, definida por los desplazamientos de Ta hacia el átomo de Ta cargado central. La estructura resultante de baja temperatura (C) es proporcional a la red subyacente, pero el orden de espín de los electrones localizados en el centro del polarón se ve frustrado dentro de la red hexagonal, y hasta ahora no se ha informado de ningún orden magnético. Al calentarse por encima de 220   K, el estado proporcional se divide en un estado de polarón rayado alrededor de 220   K y, finalmente, en un estado irregular de dominios casi proporcionales (NC) separados por paredes de dominio por encima de 280   K. El material se vuelve superconductor bajo presión o mediante dopaje. El pedido electrónico perpendicular al TaS ₂ Las capas y su papel en la determinación del transporte fuera del plano (OP) y la estabilidad de fase son actualmente muy controvertidos. Mecánicamente, el material se comporta como un sólido bidimensional de Van der Waals, con propiedades de exfoliación similares al grafeno, lo que a primera vista sugiere que el acoplamiento entre capas es débil. Sin embargo, hasta ahora los cálculos de la estructura de bandas predicen consistentemente el transporte aislante en el plano (IP) y el transporte metálico fuera del plano (OP).

Esto último se atribuye a una banda muy dispersa que cruza el nivel de Fermi a lo largo del OP, Γ– A dirección en la zona de Brillouin. El transporte coherente de OP en esta banda puede verse interrumpido por un desorden de apilamiento aleatorio entre capas, posiblemente en combinación con un apilamiento de capas por pares o un desorden helicoidal. , a la localización de Anderson y al comportamiento de resistividad del aislamiento a bajas temperaturas. Además, se espera que la repulsión de Coulomb entre electrones en los sitios polarones provoque una brecha de Mott en el estado C. La inusual dualidad en el transporte electrónico y las propiedades mecánicas predichas podría conciliarse en parte si consideramos que el transporte se basa en la superposición de z ² orbitales de átomos de Ta en planos adyacentes, mientras que las propiedades mecánicas dependen de enlaces débiles por orbitales alejados del nivel de Fermi y de interacciones de Coulomb entre las capas Ta y S. Sin embargo, en ausencia de mediciones sistemáticas de transporte y estructura electrónica a lo largo del eje c, la cuestión de las interacciones OP y, de hecho, la importancia de las correlaciones IP siguen sin resolverse.

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