量子材料GaTa4Se8的基态研究

量子材料GaTa4Se8(GTS)不仅展现出绝缘体到金属相变、Jeff量子态以及拓扑超导等多种有趣的物理性质,而且还是电阻开关和存储介质材料,一直以来备受关注.当前科学家们对其绝缘基态的结构仍存在争议,基态结构的不确定阻碍了对其各种物理性质的深入理解.GaTa4Se8的绝缘基态长期被认为具有立方对称结构(空间群F(4)3m),其电子能隙是由 自旋轨道耦合效应和电子关联共同作用形成的Mott型能隙.最近第一性原理计算表明,立方结构的声子谱存在虚频而不稳定,并预测立方对称存在结构畸变会形成更稳定的三方结构(R3m)或四方结构(F(4)21m).为此,本研究通过压力调节该材料的电子能隙,结合Raman光谱、X射线衍射、电阻测量等多种实验表征手段,对比实验得到的数据与第一性原理计算结果,进一步探索GaTa4Se8的基态结构.研究表明三方对称结构(R3m)更符合实验观察结果.