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El transporte OP coherente en esta banda puede verse interrumpido por una capa intermedia aleatoria

Update:18,Sep,2020
Summary:Las recientes demostraciones de conmutación controlada entre diferentes estados macroscópicos ordenados por perturbaciones electromagnéticas impulsiva...

Las recientes demostraciones de conmutación controlada entre diferentes estados macroscópicos ordenados por 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 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. Aclarando 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 difusivo o en banda de una sola partícula. La dinámica de relajación del estado metaestable para el transporte de electrones tanto IP como OP está aparentemente gobernada por el mismo proceso de reordenamiento cuántico mesoscópico. Concluimos que 1T-TaS 2 muestra el cambio de resistencia que surge de una interacción de las 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 un orden de onda de densidad de carga (CDW) competitivo, orden orbital, superconductividad y algunos casos, orden magnético.

 

1T-TaS 2 es de particular interés, ya que se cree que satisface las condiciones para un estado de aislamiento Mott inusual a baja temperatura en el que la densidad de carga electrónica dentro de cada capa está modulada por un IP CDW en tres direcciones. Este estado puede describirse como una matriz hexagonal de polarones en la forma de la estrella de David, definida por los desplazamientos de Ta hacia el átomo de Ta cargado central. La estructura de baja temperatura (C) resultante es proporcional a la red subyacente, pero el orden de espín de los electrones localizados en el centro del polarón se frustra dentro de la red hexagonal, y hasta ahora no se ha informado de ningún orden magnético. Al calentar por encima de 220 K, el estado proporcional primero se rompe en un estado polaron 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 por dopaje. El ordenamiento electrónico perpendicular al TaS2  capas 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 de Van der Waals bidimensional, 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 la banda hasta ahora predicen consistentemente el transporte en el plano (IP) de aislamiento, con el transporte fuera del plano (OP) metálico.

 

Esto último se atribuye a una banda muy dispersa que cruza el nivel de Fermi a lo largo del OP,  dirección Γ– A en la zona de Brillouin. El transporte de OP coherente 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 desorden helicoidal, lo que lleva 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 conduzca a una brecha de Mott en el estado C. La dualidad inusual en el transporte electrónico predicho y las propiedades mecánicas podría reconciliarse en parte si consideramos que el transporte se basa en la superposición de   orbitales z 2 de átomos de Ta en planos adyacentes, mientras que las propiedades mecánicas dependen de enlaces débiles por orbitales alejados del nivel de Fermi. e interacciones de Coulomb entre las capas Ta y S. Sin embargo, en ausencia de mediciones de transporte sistemáticas 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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