De relatie tussen ladingsdichtheidsgolven (CDW's) en supergeleiding is complex en veelzijdig. CDW's zijn een vorm van elektronische instabiliteit die bij lage temperaturen in bepaalde materialen kan optreden, waarbij de elektronendichtheid een periodiek patroon vormt dat bekend staat als een ladingsdichtheidsgolf. Supergeleiding daarentegen is een fenomeen waarbij bepaalde materialen bij lage temperaturen elektriciteit geleiden zonder weerstand.

Hoewel CDW's en supergeleiding in sommige materialen naast elkaar kunnen bestaan, kan hun interactie coöperatief of antagonistisch zijn. In sommige gevallen kan de aanwezigheid van een CDW de supergeleiding verbeteren, terwijl deze in andere gevallen deze kan onderdrukken.

Coöperatieve effecten

Eén mogelijk scenario is dat de vorming van een CDW kan leiden tot een toename van de elektron-fononkoppeling, wat een sleutelfactor is in conventionele supergeleiding. Deze verbeterde koppeling kan de aantrekkelijke interacties tussen elektronen en fononen versterken, waardoor de vorming van Cooper-paren wordt bevorderd en de kritische temperatuur voor supergeleiding wordt verhoogd.

Bovendien kan de periodieke modulatie van de ladingsdichtheid die gepaard gaat met een CDW in bepaalde materialen gaten in het Fermi-oppervlak openen, wat resulteert in de vorming van nieuwe elektronenzakken. Deze nieuwe elektronenzakken kunnen bijdragen aan de algehele supergeleidende eigenschappen van het materiaal.

Antagonistische effecten

Aan de andere kant kan de aanwezigheid van een CDW ook schadelijke effecten hebben op de supergeleiding. Het periodieke potentieel dat gepaard gaat met een CDW kan bijvoorbeeld leiden tot de verstrooiing van Cooper-paren, waardoor hun coherentie wordt verstoord en de supergeleidende toestand wordt belemmerd.

Bovendien kan de vorming van een CDW in sommige gevallen extra elektronische toestanden introduceren die concurreren met de supergeleidende grondtoestand, waardoor deze energetisch minder gunstig wordt. Dit kan leiden tot een onderdrukking van de supergeleiding of zelfs tot het volledig verdwijnen ervan.

De wisselwerking tussen CDW's en supergeleiding is sterk materiaalafhankelijk en kan sterk variëren, afhankelijk van de specifieke eigenschappen en karakteristieken van het systeem. Daarom is het noodzakelijk om elk materiaal afzonderlijk te bestuderen om de ingewikkelde relatie tussen deze twee verschijnselen te begrijpen.