Ta 도핑된 $NbSe_3$ 시료를 통한 전하밀도파와 전자구조의 상호작용 연구

Abstract

초전도 물질은 상도표 상 초전도와 다른 정렬 상이 경쟁하는 경향을 보인다. 때문에 구리계열 초전도체에서는 반강자성 상의 초전도 형성에의 역할이 고려되고 있다. 상기 경향은 전하밀도파 물질에서도 나타난다. 때문에 초전도 형성에 있어서 전하밀도파의 역할이 고려될 수 있지만 심도 있는 논의는 이루어져 있지 않다. 전하밀도파의 초전도 형성 가능성을 논하기 위해서는 전하밀도파와 전자와 상호작용이 선제되어야 한다. 전하밀도파 요동과 전자 간 상호작용의 증거로 전하밀도파 물질 $NbSe_3$의 전자구조에서 격자 떨림이 아닌 다른 보존 모드와의 상호작용에 의한 킹크(kink)가 보고 되었다. 이 킹크는 전하밀도파 형성 이후에만 관측 되어 전하밀도파와의 연관성이 제시되었으나, 엄밀히 검증되지 않았다. 본 연구는 보고된 킹크가 실제 전하밀도파-전자 간 상호작용 결과임을 증명하기 위해 전하밀도파가 억제된 탄탈륨 도핑된 $NbSe_3$에서 각분해 광전자분광법(ARPES)으로 킹크의 변화를 추적하였다. 전하밀도파가 억제되면 킹크가 사라지는 것을 관측하여 실제 킹크가 전하밀도파와의 상호작용의 결과임 증명하였다. 본 연구의 결과는 전하밀도파와 전자간 상호작용을 증명하는 결과로 전하밀도파와 초전도 사이의 상관관계를 밝히는 연구의 초석이 될 것으로 기대한다.