理解铜氧化物（铜酸盐）中的高温超导性一直是凝聚态物理学的核心主题之一。在这些材料中，Bi₂Sr₂−ₓLaₓCuO₆（Bi2201）超导体因其独特的性质和潜在应用而脱颖而出。最近发表在《自然通讯》的研究表明，应变可以在最佳掺杂的Bi2201中诱导长程电荷密度波（CDW）序，为超导性与其他电子序之间的相互作用提供了新的见解。
将材料中的电子想象成一个海洋。在普通导体中，这些电子可以自由移动。然而，在铜酸盐中，强烈的电子-电子相互作用会导致CDW的形成。在这里，电子密度周期性地调制，形成高和低电子浓度的区域。这种有序的排列会破坏电流的平滑流动，可能是导致赝能隙的原因之一，超导性通常与赝能隙相关。
此前，CDW有序主要在欠掺杂铜酸盐中观察到。在欠掺杂状态下，强磁场已被证明可以诱导长程CDW序，打破了晶格的平移对称性。这导致一些研究人员认为它可能与最佳掺杂的Bi2201无关，Bi2201在该家族中表现出最高的超导转变温度。
该研究的作者采用了一种聪明的方法——对Bi2201材料施加应变。应变可以微妙地改变晶体结构和电子特性，充当探测材料响应的控制旋钮。通过对Bi2201晶格施加超过0.15%的应变，深圳阿里巴巴主图设计研究人员使用核磁共振技术观察到一个非凡的现象。
他们的测量结果表明，在铜氧化物平面内出现了长程CDW序，其特征是电子密度在铜氧化物平面内呈现周期性调制。有趣的是，施加的应变对两种电子现象产生了相反的效果。虽然CDW序变得更加明显，但超导转变温度实际上降低了。这表明CDW和超导性竞争相同的电子资源。
在最佳掺杂的Bi2201中发现应变诱导的CDW序揭示了高温超导性的潜在机制。应变下超导性和CDW序的共存表明这两种状态是相互交织的，可能具有共同的起源。应变诱导的晶体对称性破坏似乎揭示了赝能隙状态中的隐藏序，这不仅限于欠掺杂状态，还延伸到最佳掺杂水平。
理论模型表明，铜酸盐中超导性和CDW序之间的相互作用是由强电子关联介导的。应变诱导的CDW序可以理解为这些关联的表现，通过打破晶体对称性而增强。这一观点与对非常规超导性的广泛理解一致，即各种序的量子涨落在其中起着关键作用。
总而言之，在最佳掺杂的Bi2201中发现应变诱导的长程CDW序代表了我们对高温超导性理解的重大进展。下一步可以研究应变对其他铜族的影响，以确定CDW序是否确实是赝能隙的隐藏参与者。通过揭示赝能隙状态中的隐藏序，这些发现为探索铜酸盐中超导性机制提供了新的途径。未来的研究可能会集中于进一步阐明应变、CDW序和超导性之间的关系，可能会导致具有增强超导性能的新材料的开发。