近日，张晨栋课题组联合中国科学技术大学、中科院物理所等单位，在原子级单层范德华关联量子材料领域取得突破，相关成果以“Alternating-chiral charge density waves and associated spin polarization in monolayered NbTe₂”为题发表于Nature Communications（《自然・通讯》）。武汉大学为论文第一署名单位，物理学院白玉松博士，中国科学技术大学曹国花博士、物理学院博士后张辉以及邓京昊博士为论文共同第一作者。武汉大学张晨栋教授、中国科学技术大学崔萍教授为共同通讯作者。

晶格、电荷、自旋、手性多重量子自由度之间的相互耦合是凝聚态物理的核心研究方向，也是新型量子器件的研发基础。原子级单层材料中的强涨落以及电子关联能够有效增强各类集体量子序，是探索多自由度协同作用的理想平台。此前学界仅观测到单一整体手性的电荷密度波（CDW），天然单层晶体中空间交替排布的正反手性序始终缺乏实验证据，手性晶格畸变能否同步调控自旋极化也尚未得到验证。

针对这一基础科学问题，团队利用超高真空分子束外延技术，在石墨烯基底表面制备出高质量单层 1T-NbTe₂薄膜，并结合扫描隧道显微镜/谱、原子力显微镜表征与第一性原理计算，系统解析了单层 NbTe₂中稳定存在的√19×√19 新型电荷密度波超结构。

研究首次在原子级单层材料中实现本征交替手性电荷密度波。√19×√19 超胞内，正、反两类手性畸变单元交替排布，这一独特结构由强电子关联催生。进一步的自旋极化 STM 实空间成像与多组磁性针尖对照，揭示了与手性相关联的交替自旋极化纹理，并验证该自旋信号来自材料的本征物性。研究由此在原子级单层关联电子体系中建立起晶格、电荷与自旋三重有序协同耦合的新物理图景，拓展了手性量子物态的研究范畴。