摘要gydF4y2B一个
强相关量子材料的一个标志是由几乎简并基态能量的竞争和交织相产生的丰富相图gydF4y2B一个1gydF4y2B一个，gydF4y2B一个2gydF4y2B一个。一个著名的例子是铜氧化物，其中电荷密度波(CDW)的顺序远远高于磁顺序，并与磁顺序强烈耦合，形成自旋电荷分离条纹，与超导竞争gydF4y2B一个1gydF4y2B一个，gydF4y2B一个2gydF4y2B一个。近年来，在相关拓扑材料中也出现了丰富的相图。在由角共享三角形组成的二维kagome晶格金属中，晶格的几何结构可以产生具有局域电子的平坦带gydF4y2B一个3.gydF4y2B一个，gydF4y2B一个4gydF4y2B一个，非平凡拓扑gydF4y2B一个5gydF4y2B一个，gydF4y2B一个6gydF4y2B一个，gydF4y2B一个7gydF4y2B一个，手性磁序gydF4y2B一个8gydF4y2B一个，gydF4y2B一个9gydF4y2B一个、超导性和CDW级gydF4y2B一个10gydF4y2B一个，gydF4y2B一个11gydF4y2B一个，gydF4y2B一个12gydF4y2B一个，gydF4y2B一个13gydF4y2B一个，gydF4y2B一个14gydF4y2B一个，gydF4y2B一个15gydF4y2B一个。虽然在弱电子相关非磁性中发现了CDWgydF4y2B一个一个gydF4y2B一个VgydF4y2B一个3.gydF4y2B一个某人gydF4y2B一个5gydF4y2B一个(gydF4y2B一个一个gydF4y2B一个= K, Rb, Cs)gydF4y2B一个10gydF4y2B一个，gydF4y2B一个11gydF4y2B一个，gydF4y2B一个12gydF4y2B一个，gydF4y2B一个13gydF4y2B一个，gydF4y2B一个14gydF4y2B一个，gydF4y2B一个15gydF4y2B一个，在相关磁有序kagome晶格金属中尚未观察到gydF4y2B一个4gydF4y2B一个，gydF4y2B一个16gydF4y2B一个，gydF4y2B一个17gydF4y2B一个，gydF4y2B一个18gydF4y2B一个，gydF4y2B一个19gydF4y2B一个，gydF4y2B一个20.gydF4y2B一个，gydF4y2B一个21gydF4y2B一个。本文报道了在kagome晶格FeGe的反铁磁有序相中发现CDW(参考文献)。gydF4y2B一个16gydF4y2B一个，gydF4y2B一个17gydF4y2B一个，gydF4y2B一个18gydF4y2B一个，gydF4y2B一个19gydF4y2B一个)．FeGe中的CDW发生在与的相同的波矢上gydF4y2B一个一个gydF4y2B一个VgydF4y2B一个3.gydF4y2B一个某人gydF4y2B一个5gydF4y2B一个(参考文献。gydF4y2B一个10gydF4y2B一个，gydF4y2B一个11gydF4y2B一个，gydF4y2B一个12gydF4y2B一个，gydF4y2B一个13gydF4y2B一个，gydF4y2B一个14gydF4y2B一个，gydF4y2B一个15gydF4y2B一个)，增强了AFM有序矩，并诱发了突发性异常霍尔效应gydF4y2B一个22gydF4y2B一个，gydF4y2B一个23gydF4y2B一个。我们的研究结果表明，FeGe中的CDW是电子相关驱动的AFM阶和van Hove奇点(vHSs)驱动的不稳定性的结合，可能与手性通量相有关gydF4y2B一个24gydF4y2B一个，gydF4y2B一个25gydF4y2B一个，gydF4y2B一个26gydF4y2B一个，gydF4y2B一个27gydF4y2B一个，gydF4y2B一个28gydF4y2B一个与强相关的氧化铜形成鲜明对比gydF4y2B一个1gydF4y2B一个，gydF4y2B一个2gydF4y2B一个和nickelatesgydF4y2B一个29gydF4y2B一个，gydF4y2B一个30.gydF4y2B一个，gydF4y2B一个31gydF4y2B一个，其中CDW先于或伴随磁序。gydF4y2B一个
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确认gydF4y2B一个
我们感谢肖D.， Si Q.和C. Setty的有益讨论。莱斯大学的中子散射和单晶合成工作由美国国家科学基金- dmr -2100741和罗伯特·a·韦尔奇基金会资助。c - 1839。赖斯大学的ARPES工作得到了美国能源部no. 1拨款的支持。DE-SC0021421，戈登和贝蒂摩尔基金会的EPiQS计划通过拨款号。GBMF9470和罗伯特·a·韦尔奇基金会c - 2024。华盛顿大学的运输实验得到了空军科学研究办公室FA9550-21-1-0068拨款以及大卫和露西尔·帕卡德基金会的支持。普林斯顿大学的实验和理论工作得到了戈登和贝蒂摩尔基金会(GBMF4547和GBMF9461;m.z.h)和美国能源部的基础能源科学项目(批准号:no。 DOE/BES DE-FG-02-05ER46200). The work at the University of California, Berkeley was supported by the U.S. DOE under contract no. DE-AC02-05-CH11231 in the Quantum Materials Program (KC2202). This research used resources of the Advanced Light Source and the Stanford Synchrotron Radiation Lightsource, both U.S. DOE Office of Science User Facilities under contract nos. DE-AC02-05CH11231 and AC02-76SF00515, respectively. A portion of this research used resources at the Spallation Neutron Source, a DOE Office of Science User Facility operated by Oak Ridge National Laboratory.
作者信息gydF4y2B一个
作者及隶属关系gydF4y2B一个
贡献gydF4y2B一个
警局和麦伊策划并管理了这个项目。中子散射和x射线衍射实验由F.Y.与P.D.和X.T.远程讨论进行。中子细化由X.T.、l.c.和K.J.N.进行。磁化率和热容测量由X.T.和Y.X.进行。输运测量由e.r rosenberg、Z.L.和j.h c.c进行。STM测量由j . x.y进行。在m.h.、d.l.、c.j.、A.B.和e.r rotenberg的协助下，由x.t.、j.s.o.、R.J.B.和m.y.进行了ARPES实验。本文由p.d.， M.Y, j.h.c.， j.x.y, X.T.和l.c.共同撰写，所有共同作者都对论文提出了意见。gydF4y2B一个
相应的作者gydF4y2B一个
道德声明gydF4y2B一个
相互竞争的利益gydF4y2B一个
作者声明没有利益竞争。gydF4y2B一个
同行评审gydF4y2B一个
同行评审信息gydF4y2B一个
自然gydF4y2B一个感谢袁立和其他匿名审稿人对本工作的同行评议所作的贡献。gydF4y2B一个同行评审报告gydF4y2B一个是可用的。gydF4y2B一个
额外的信息gydF4y2B一个
出版商的注意gydF4y2B一个施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。gydF4y2B一个
扩展的数据图形和表格gydF4y2B一个
图1 FeGe的x射线图谱、结构细化、EDX光谱分析及样品图片。gydF4y2B一个
一个gydF4y2B一个，(0,0,1)平面的x射线衍射图。最强的强度在1000左右，最小的强度为0。gydF4y2B一个bgydF4y2B一个，计算结构因子gydF4y2B一个FgydF4y2B一个calcgydF4y2B一个对比观察到的结构因素gydF4y2B一个FgydF4y2B一个奥林匹克广播服务公司gydF4y2B一个x射线衍射。x射线实验在150k下进行。gydF4y2B一个cgydF4y2B一个，gydF4y2B一个dgydF4y2B一个， 150 K和50 K时(0,0,0.5)平面的x射线衍射图。最强的强度在gydF4y2B一个lgydF4y2B一个= 0.5大约是10，最小值是0。gydF4y2B一个egydF4y2B一个在FEI Nano 450扫描电子显微镜上进行EDX光谱分析，结果表明Fe和Ge的原子比分别为52±3%和48±5%。测量在室温下进行，电压为20千伏。计数时间为30秒。插图的gydF4y2B一个egydF4y2B一个显示一块FeGe单晶。蜱大小为1毫米。gydF4y2B一个
图2 FeGe单晶磁化率、相图及热容。gydF4y2B一个
一个gydF4y2B一个，gydF4y2B一个bgydF4y2B一个，磁场垂直于的磁化率gydF4y2B一个cgydF4y2B一个设在gydF4y2B一个\({\chi}_{\perp}\)gydF4y2B一个(gydF4y2B一个一个gydF4y2B一个)，并平行于gydF4y2B一个cgydF4y2B一个设在gydF4y2B一个\({\chi}_{| |}\)gydF4y2B一个(gydF4y2B一个bgydF4y2B一个)对不同温度下磁场的影响。自旋触发器磁场随温度的降低而减小。在gydF4y2B一个TgydF4y2B一个CDWgydF4y2B一个(100k)gydF4y2B一个\({\chi}_{\perp}\)gydF4y2B一个曲线开始有一个肩直接在旋转翻转场而不是一个尖锐的旋转翻转过渡。gydF4y2B一个cgydF4y2B一个，不同温度和磁场下的磁矩。虚线是相位边界。gydF4y2B一个dgydF4y2B一个，热容与温度的关系。在。处观察到扭结gydF4y2B一个TgydF4y2B一个CDWgydF4y2B一个。gydF4y2B一个
扩展数据图3不同温度和场下的电子密度、电子迁移率和霍尔电阻率。gydF4y2B一个
一个gydF4y2B一个，gydF4y2B一个bgydF4y2B一个，霍尔电阻率的场依赖性gydF4y2B一个ρgydF4y2B一个xygydF4y2B一个在不同的温度下。对应于自旋触发器转变的高场阶跃特征在下面变得不那么突出gydF4y2B一个TgydF4y2B一个CDWgydF4y2B一个(100k)但仍然存在。gydF4y2B一个cgydF4y2B一个，红点表示电子密度gydF4y2B一个ngydF4y2B一个egydF4y2B一个相对于温度(左轴)。随着温度的降低，在gydF4y2B一个TgydF4y2B一个CDWgydF4y2B一个。蓝点表示电子迁移率gydF4y2B一个μgydF4y2B一个egydF4y2B一个与温度。斜率的增加发生在gydF4y2B一个TgydF4y2B一个CDWgydF4y2B一个。gydF4y2B一个dgydF4y2B一个，gydF4y2B一个egydF4y2B一个，的颜色图gydF4y2B一个ρgydF4y2B一个xygydF4y2B一个和dgydF4y2B一个ρgydF4y2B一个xygydF4y2B一个/ dgydF4y2B一个BgydF4y2B一个在不同的温度和场地。自旋触发器的转换在下面变得不那么清晰gydF4y2B一个TgydF4y2B一个CDWgydF4y2B一个。gydF4y2B一个fgydF4y2B一个， d的温度依赖性gydF4y2B一个ρgydF4y2B一个xygydF4y2B一个/ dgydF4y2B一个BgydF4y2B一个对于旋转触发器转换以上和以下的字段。gydF4y2B一个ggydF4y2B一个，gydF4y2B一个hgydF4y2B一个中没有迟滞现象gydF4y2B一个ρgydF4y2B一个xygydF4y2B一个以下任一项(gydF4y2B一个TgydF4y2B一个= 10k)或以上(gydF4y2B一个TgydF4y2B一个= 120 K) thegydF4y2B一个TgydF4y2B一个CDWgydF4y2B一个。gydF4y2B一个
图4选定晶格峰、磁峰和CDW峰的线形和6 K时的中子衍射图。gydF4y2B一个
格峰(2,0,1)(gydF4y2B一个一个gydF4y2B一个，gydF4y2B一个bgydF4y2B一个)， (4,0,2) (gydF4y2B一个cgydF4y2B一个，gydF4y2B一个dgydF4y2B一个)， AFM磁峰(2,0,1.5)(gydF4y2B一个egydF4y2B一个，gydF4y2B一个fgydF4y2B一个)， CDW峰值(2.5,0,2)(gydF4y2B一个ggydF4y2B一个，gydF4y2B一个hgydF4y2B一个)和CDW峰值(3.5,0,1.5)(gydF4y2B一个我gydF4y2B一个- - - - - -gydF4y2B一个lgydF4y2B一个)沿gydF4y2B一个lgydF4y2B一个而且gydF4y2B一个HgydF4y2B一个方向,分别。积分范围为±0.1 r.l.u。黑点为70-K数据。灰色，红色和蓝色的点是140-K数据。面板中的虚线gydF4y2B一个一个gydF4y2B一个- - - - - -gydF4y2B一个jgydF4y2B一个面板中是否有高斯拟合和实线gydF4y2B一个kgydF4y2B一个而且gydF4y2B一个lgydF4y2B一个是洛伦兹拟合。gydF4y2B一个米gydF4y2B一个, (gydF4y2B一个HgydF4y2B一个0,gydF4y2B一个lgydF4y2B一个平面图拍摄于6k，在倾斜AFM + CDW阶段。清晰CDW峰值在gydF4y2B一个问gydF4y2B一个CDW1gydF4y2B一个=(0.5, 0, 0.5)和gydF4y2B一个问gydF4y2B一个CDW2gydF4y2B一个=(0.5, 0,0)。gydF4y2B一个
图5磁通相、磁峰和CDW峰的形态因子。gydF4y2B一个
一个gydF4y2B一个，实空间中的通量六边形。gydF4y2B一个bgydF4y2B一个，六边形的二维傅里叶变换。gydF4y2B一个cgydF4y2B一个，一条小路gydF4y2B一个问gydF4y2B一个ygydF4y2B一个在gydF4y2B一个bgydF4y2B一个与gydF4y2B一个问gydF4y2B一个xgydF4y2B一个= 0，表示磁通六边形的磁形因子，与Fe原子的磁形因子比较。gydF4y2B一个dgydF4y2B一个- - - - - -gydF4y2B一个fgydF4y2B一个，实空间中的通量三角形，它的傅里叶变换和沿[0，gydF4y2B一个问gydF4y2B一个ygydF4y2B一个]方向，分别与Fe磁性形态因子相比较。gydF4y2B一个ggydF4y2B一个，中磁布拉格峰强度的波向依赖关系gydF4y2B一个HgydF4y2B一个0,gydF4y2B一个lgydF4y2B一个]平面在140k和CDW诱导的额外强度(通过减去140k强度除以70k计算)。cdw诱导的强度与之相似gydF4y2B一个问gydF4y2B一个依赖于铁原子。gydF4y2B一个hgydF4y2B一个，中CDW峰值强度的波向依赖关系gydF4y2B一个HgydF4y2B一个0,gydF4y2B一个lgydF4y2B一个飞机在70k。gydF4y2B一个
图6磁布拉格峰位置上晶格分量的估计。gydF4y2B一个
一个gydF4y2B一个，各点的综合散射强度比较(gydF4y2B一个HgydF4y2B一个0,gydF4y2B一个lgydF4y2B一个+1/2)磁布拉格峰位置在140k后占gydF4y2B一个一个gydF4y2B一个型AFM结构因素，而不是磁性形式因素。gydF4y2B一个bgydF4y2B一个，综合强度(gydF4y2B一个HgydF4y2B一个0,gydF4y2B一个lgydF4y2B一个+1/2)磁布拉格峰位置在70 K。橙色实线gydF4y2B一个一个gydF4y2B一个而且gydF4y2B一个bgydF4y2B一个为扩展数据图中讨论的铁磁形态因子。gydF4y2B一个5gydF4y2B一个。绿点突出了偏离铁磁形态因子的布拉格峰位置(橙色线)。白色阴影的蓝点表示明显被铝粉环污染的布拉格峰。gydF4y2B一个cgydF4y2B一个，各点的综合散射强度比较(gydF4y2B一个HgydF4y2B一个0,gydF4y2B一个lgydF4y2B一个+1/2)磁性(蓝色，绿色)和超晶格(gydF4y2B一个HgydF4y2B一个+ 1/2, 0,gydF4y2B一个lgydF4y2B一个+1/2)(橙色)布拉格峰值位置在70k。这些是未经任何修正的原始数据，因此应该是对两个位置的散射强度的最准确描述。(2,0,0.5)峰值在140 K处的综合强度显示在黑色实心圆中。绿色实圈表示在(gydF4y2B一个HgydF4y2B一个， 0, 4.5)位。gydF4y2B一个dgydF4y2B一个，在(gydF4y2B一个HgydF4y2B一个0,gydF4y2B一个lgydF4y2B一个+1/2)位置在70k(蓝色，绿色)和140k(紫色)。绿色的条gydF4y2B一个cgydF4y2B一个而且gydF4y2B一个dgydF4y2B一个近3 ÅgydF4y2B一个−1gydF4y2B一个表示(2,0,0.5)处的估计晶格分量，如果存在，与虚线所示的70 K和140 K之间的强度增益进行比较。gydF4y2B一个
扩展数据图7 [gydF4y2B一个HgydF4y2B一个,gydF4y2B一个KgydF4y2B一个， 0.5]不同温度下的平面中子衍射图。gydF4y2B一个
一个gydF4y2B一个- - - - - -gydF4y2B一个cgydF4y2B一个, (gydF4y2B一个HgydF4y2B一个,gydF4y2B一个KgydF4y2B一个， 0.5]平面衍射图分别在440 K, 140 K和70 K。在440 K时(gydF4y2B一个TgydF4y2B一个>gydF4y2B一个TgydF4y2B一个NgydF4y2B一个)时，未观测到磁峰;在140k (gydF4y2B一个TgydF4y2B一个CDWgydF4y2B一个
扩展数据图8 CDW阶数的结构细化结果和可能的晶格畸变。gydF4y2B一个
一个gydF4y2B一个- - - - - -gydF4y2B一个cgydF4y2B一个，分别在300 K、140 K和70 K对晶格布拉格峰和磁性布拉格峰的细化结果。gydF4y2B一个dgydF4y2B一个，gydF4y2B一个egydF4y2B一个，计算值与实验值在6 K时不相称相磁峰强度的比较。gydF4y2B一个fgydF4y2B一个，绘制了两个独立铁位置的FeGe晶体结构示意图。gydF4y2B一个ggydF4y2B一个，使用文中讨论的简单模型进行细化gydF4y2B一个方法gydF4y2B一个。gydF4y2B一个
扩展数据图9扩展的STM和ARPES数据。gydF4y2B一个
一个gydF4y2B一个的STM地形数据gydF4y2B一个VgydF4y2B一个=−30 mV和gydF4y2B一个我gydF4y2B一个= 0.1 nA。插图显示了它的傅里叶变换，其中红色圆圈标记2 × 2 CDW矢量峰值。gydF4y2B一个bgydF4y2B一个， FeGe的光子能量依赖ARPES测量。在A点处观察到类电子袋。内电位被确定为16ev。粗红线标出了不同光子能量下的平面内高对称性切割:gydF4y2B一个hνgydF4y2B一个= 69 eV对应gydF4y2B一个kgydF4y2B一个zgydF4y2B一个= 0 (Γ-k-m);gydF4y2B一个hνgydF4y2B一个= 47 eV和102 eV对应gydF4y2B一个kgydF4y2B一个zgydF4y2B一个= π平面(A-H-L)。测量在8k下进行。gydF4y2B一个
补充信息gydF4y2B一个
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滕欣，陈良，叶，芬。gydF4y2B一个et al。gydF4y2B一个kagome晶格反铁磁体电荷密度波的发现。gydF4y2B一个自然gydF4y2B一个609gydF4y2B一个， 490-495(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-022-05034-zgydF4y2B一个
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拓扑kagome磁体和超导体gydF4y2B一个
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巨磁阻材料中手性轨道电流的控制gydF4y2B一个
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