van Efferen, Camiel ORCID: 0000-0002-6237-8602, Berges, Jan ORCID: 0000-0001-7041-2906, Hall, Joshua, van Loon, Erik ORCID: 0000-0002-5436-290X, Kraus, Stefan, Schobert, Arne, Wekking, Tobias, Huttmann, Felix, Plaar, Eline, Rothenbach, Nico, Ollefs, Katharina, Arruda, Lucas Machado, Brookes, Nick, Schoenhoff, Gunnar, Kummer, Kurt, Wende, Heiko ORCID: 0000-0001-8395-3541, Wehling, Tim and Michely, Thomas (2021). A full gap above the Fermi level: the charge density wave of monolayer VS2. Nat. Commun., 12 (1). BERLIN: NATURE PORTFOLIO. ISSN 2041-1723
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In the standard model of charge density wave (CDW) transitions, the displacement along a single phonon mode lowers the total electronic energy by creating a gap at the Fermi level, making the CDW a metal-insulator transition. Here, using scanning tunneling microscopy and spectroscopy and ab initio calculations, we show that VS2 realizes a CDW which stands out of this standard model. There is a full CDW gap residing in the unoccupied states of monolayer VS2. At the Fermi level, the CDW induces a topological metal-metal (Lifshitz) transition. Non-linear coupling of transverse and longitudinal phonons is essential for the formation of the CDW and the full gap above the Fermi level. Additionally, x-ray magnetic circular dichroism reveals the absence of net magnetization in this phase, pointing to coexisting charge and spin density waves in the ground state. A charge density wave (CDW) normally creates a gap at the Fermi level, inducing a metal-insulator transition. Here, the authors report that a CDW gap resides in the unoccupied states but induces a topological metal-metal transition at the Fermi level in monolayer VS2.
Item Type: | Journal Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Creators: |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:38-592797 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1038/s41467-021-27094-x | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Nat. Commun. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Number: | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | NATURE PORTFOLIO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Place of Publication: | BERLIN | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2041-1723 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Faculty: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Divisions: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Subjects: | no entry | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uncontrolled Keywords: |
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URI: | http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/59279 |
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