Most superconducting materials show the competition between the superconducting(SC) phase and the ordered phase in a phase diagram. It is known that in cuprate unconventional superconductor, antiferromagnetic phase not only compete with superconductivity, but also potentially does a crucial role on forming superconductivity. Such argument is also can be applied to charge density wave (CDW) materials. However, the role of CDW on SC formation is not actively considered so far. The first required step is to reveal the interaction between the CDW and the electron.
Such possibility is suggested through the observation of unusual kink feature in the electronic strucfture of quasi 1D CDW system, $NbSe_3$. The kink is attributed as the result of coupling between electron and CDW instability as the kink appears only after the formation of CDW. However, this conjecture was not concretely verified.
In this regard, I studied the electronic structure by means of Angle Resolved Photoemission Sepctroscopy(ARPES) on Ta-doped $NbSe_3$ where CDW is suppressed by Ta doping. By monitoring the kink feature in CDW-suppressed sample, I was able to confirm that the kink is truely manifested by the interaction between CDW and electron. This result reveals possible interaction between electron and CDW thus can provide the foundation for further research for seeking the correlation between the CDW and SC.
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.
