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  2. CDW quantum critical point under pressure in 2$H$-TaSe$_2$
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    Dataset: CDW quantum critical point under pressure in 2$H$-TaSe$_2$

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    Alternate identifier:
    -
    Related identifier:
    (Is Identical To) https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000177760 - URL
    Creator/Author:
    Tymoshenko, Yuliia [Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]

    Merritt, Adrian [Physikalisches Institut (PHI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]

    Ivashko, Alsu [Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]

    Haghighirad, Amir-Abbas [Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]

    Heid, Rolf [Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]

    Lacmann, Tom Laurin https://orcid.org/0000-0001-7795-306X [Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]

    Shen, Xingchen [Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]

    Merz, Michael [Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)]

    Garbarino, Gaston [Garbarino, Gaston]

    Paolosini, Luigi [Paolosini, Luigi]

    Bosak, Alexei [Bosak, Alexei]

    Diekman, Florian K. [Diekman, Florian K.]

    Rossnagel, Kai [Rossnagel, Kai]

    Rosenkranz, Stephan [Rosenkranz, Stephan]

    Said, Ayman H. [Said, Ayman H.]
    Contributors:
    -
    Title:
    CDW quantum critical point under pressure in 2$H$-TaSe$_2$
    Additional titles:
    -
    Description:
    (Abstract) Suppressing of an ordered state that competes with superconductivity is one route to enhance superconducting transition temperatures. Whereas the effect of suppressing magnetic states is still not fully understood, materials featuring charge-density waves and superconductivity offer a clearer scenar... Suppressing of an ordered state that competes with superconductivity is one route to enhance superconducting transition temperatures. Whereas the effect of suppressing magnetic states is still not fully understood, materials featuring charge-density waves and superconductivity offer a clearer scenario as both states can be associated with electron-phonon coupling. Metallic transition-metal dichalcogenides are prime examples for such intertwined electron-phonon-driven phases, yet, various compounds do not show the expected interrelation or feature additional mechanisms which make an unambiguous interpretation difficult. Here, we report high-pressure X-ray diffraction and inelastic X-ray scattering measurements of the prototypical transition-metal dichalcogenide 2H-TaSe2 and determine the evolution of the charge-density-wave state and its lattice dynamics up to and beyond its suppression at the critical pressure pc = 19.9(1) GPa and at low temperatures. The high quality of our data allows the full refinement of the commensurate CDW superstructure at low pressure and we find the quantum critical point of the CDW to be in close vicinity to the reported maximum superconducting transition temperature Tsc = 8.2 K. Ab-initio calculations corroborate that 2H-TaSe2 is a reference example of order-suppressed enhanced superconductivity and can serve as a textbook case to investigate superconductivity near a charge-density-wave quantum critical point.

    Suppressing of an ordered state that competes with superconductivity is one route to enhance superconducting transition temperatures. Whereas the effect of suppressing magnetic states is still not fully understood, materials featuring charge-density waves and superconductivity offer a clearer scenario as both states can be associated with electron-phonon coupling. Metallic transition-metal dichalcogenides are prime examples for such intertwined electron-phonon-driven phases, yet, various compounds do not show the expected interrelation or feature additional mechanisms which make an unambiguous interpretation difficult. Here, we report high-pressure X-ray diffraction and inelastic X-ray scattering measurements of the prototypical transition-metal dichalcogenide 2H-TaSe2 and determine the evolution of the charge-density-wave state and its lattice dynamics up to and beyond its suppression at the critical pressure pc = 19.9(1) GPa and at low temperatures. The high quality of our data allows the full refinement of the commensurate CDW superstructure at low pressure and we find the quantum critical point of the CDW to be in close vicinity to the reported maximum superconducting transition temperature Tsc = 8.2 K. Ab-initio calculations corroborate that 2H-TaSe2 is a reference example of order-suppressed enhanced superconductivity and can serve as a textbook case to investigate superconductivity near a charge-density-wave quantum critical point.

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    (Technical Remarks) Raw data from the x-ray diffraction experiment performed at the beamline ID15b at the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), France (DOI: 10.15151/ESRF-ES-902987807); selected cif files; data used to create Figures in publication; table with structural parameters for refinements

    Raw data from the x-ray diffraction experiment performed at the beamline ID15b at the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), France (DOI: 10.15151/ESRF-ES-902987807); selected cif files; data used to create Figures in publication; table with structural parameters for refinements

    Keywords:
    -
    Related information:
    -
    Language:
    -
    Publishers:
    Karlsruhe Institute of Technology
    Production year:
    2024
    Subject areas:
    Physics
    Resource type:
    Dataset
    Data source:
    -
    Software used:
    -
    Data processing:
    -
    Publication year:
    2025
    Rights holders:
    Tymoshenko, Yuliia

    Merritt, Adrian

    Ivashko, Alsu

    Haghighirad, Amir-Abbas

    Heid, Rolf

    Lacmann, Tom Laurin https://orcid.org/0000-0001-7795-306X

    Shen, Xingchen

    Merz, Michael

    Garbarino, Gaston

    Paolosini, Luigi

    Bosak, Alexei

    Diekman, Florian K.

    Rossnagel, Kai

    Rosenkranz, Stephan

    Said, Ayman H.
    Funding:
    -
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    Name Storage Metadata Upload Action
    Status:
    Published
    Uploaded by:
    kitopen
    Created on:
    2025-01-07
    Archiving date:
    2025-01-15
    Archive size:
    704.6 MB
    Archive creator:
    fd47211f4647eb1f08a6b86ca76db5d7
    Archive checksum:
    e1057b3c7cf47098b811302424b83ea7 (MD5)
    Embargo period:
    -
    DOI: 10.35097/crad209kjcxvvnkc
    Publication date: 2025-01-15
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    This work is licensed under
    CC BY 4.0
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    Cite Dataset
    Tymoshenko, Yuliia; Merritt, Adrian; Ivashko, Alsu; et al. (2025): CDW quantum critical point under pressure in 2$H$-TaSe$_2$. Karlsruhe Institute of Technology. DOI: 10.35097/crad209kjcxvvnkc
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