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

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 algunos casos, orden magnético. 1T-TaS2 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 la forma de la estrella de David (Fig. 1a, c), definida por los desplazamientos de Ta hacia el átomo de Ta central cargado (Fig. 1a, b) 1. La estructura resultante de baja temperatura (C) es proporcional a la red subyacente (Fig. 1b, c), pero el orden de espín de los electrones localizados en el centro del polarón se frustra dentro de la red hexagonal2, y hasta ahora no se ha informado de ningún orden magnético.

Al calentarse por encima de 220 K3, el estado proporcional se rompe en un estado de polarón rayado alrededor de 220 K, y eventualmente a un estado irregular de dominios casi proporcionales (NC) separados por paredes de dominio por encima de 280 K. El material se vuelve superconductor bajo presión4 o al doparse5, 6,7. El orden electrónico perpendicular a las capas de TaS2 y su papel en la determinación del transporte fuera del plano (OP) y la estabilidad de fase es actualmente muy controvertido. 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, los cálculos de la estructura de bandas hasta el momento8,9,10,11,12,13 predicen consistentemente el transporte aislante en el plano (IP), con transporte metálico fuera del plano (OP).

Esto último se atribuye a una banda altamente dispersa que cruza el nivel de Fermi a lo largo de la dirección OP, Γ –A en la zona de Brillouin. El transporte coherente de OP en esta banda puede verse interrumpido ya sea por un desorden de apilamiento aleatorio entre capas, posiblemente en combinación con un apilamiento de capas por pares10 o un desorden helicoidal14, hasta la localización de Anderson y el 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 predicho y las propiedades mecánicas podrían conciliarse en parte si consideramos que el transporte se basa en la superposición de orbitales z2 de átomos de Ta en planos adyacentes, mientras que las propiedades mecánicas dependen de enlaces débiles por orbitales alejados del nivel de Fermi y Interacciones de Coulomb entre las capas Ta y S12. 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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