电荷密度波（Charge Density Wave）是一种原子尺度上晶格和电荷密度发生周期性调制的量子现象。在单层（ML）极限下，量子限域和强电-声子相互作用通常会产生与三维情况截然不同的CDW序以及与之相关的奇异量子现象。NbTe₂体相是一种典型的CDW材料，低温下呈现3×1的电荷序及超导电性的共存和竞争。但目前为止，实验上对其单层极限下的电荷序的观测还比较缺失。

有鉴于此，张晨栋团队利用课题组自主搭建的分子束外延系统，在双层石墨烯/碳化硅衬底上成功实现了ML NbTe₂薄膜的可控制备。通过原位的低温扫描隧道显微镜/谱（STM/S）测量，研究人员发现ML NbTe₂中蕴含着与体相电荷序完全不同的、丰富的CDW相，其中不仅包括与理论预测一致的4×4和4×1 CDW，还意外地发现了具有无理数周期的新型电荷序：√28 × √28和√19 × √19。对于这样一个复杂的CDW体系，研究人员通过系统的材料合成建立了全温度参数空间的生长相图，并通过两种动力学途径确定了√19 × √19 CDW为能量最稳定相，而不是理论预测的4×4 CDW。该发现为探索二维极限下的新奇量子物态提供了一个有前景的材料体系。

该工作以“Realization of Multiple Charge-Density Waves in NbTe₂ at the Monolayer Limit”为题，在线发表于3月8日的《纳米快报》（Nano Letters）上。武汉大学为第一署名单位，我院博士生白玉松和简涛为共同第一作者，武汉大学张晨栋教授与西弗吉尼亚大学邹强博士为共同通讯作者，论文的合作者还包括中国科学技术大学张振宇教授和崔萍教授。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会、中科院战略性先导科技专项的支持。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c04306

（图文：研究团队，编辑：袁娜，审核：张晨栋）