当电子与电子、电子与声子相互作用同时在材料中竞争共存达成一个巧妙的平衡时，会导致许多新奇的物理现象，如超导、金属－绝缘体转变、量子相变等等。过渡族金属硫族化合物因其准二维特征和复杂关联电子体系特性吸引研究人员的注意成为既石墨烯之后新的二维材料领域研究热点。
人们在其中一种材料二硫化钽中发现了丰富的物理现象，如电声耦合引起的多种电荷密度波有序相、电子之间的库仑相互作用导致的莫特绝缘体相变。正是由于这两者精妙的共存关系，使得二硫化钽对外界调控极其敏感。通过超快激光、可控离子插层、电荷注入等调控实现的金属绝缘体电阻转变已有报道。然而由于关联体系固有的复杂性，对于该材料中莫特绝缘相的起源以及与电荷密度波相的关系并不清楚。
为探究二硫化钽中莫特绝缘相的起源，人工微结构科学与技术协同创新中心成员，复旦大学物理系张远波教授研究组及其合作者电压脉冲在莫特绝缘相中制造出一种热平衡下不存在的“马赛克”电荷密度波亚稳态。借助扫描隧道显微镜的局域电子态密度测量，他们首次发现在这一亚稳相的区块中，层与层之间电荷密度波的堆叠关系不再固定。而莫特绝缘相只出现在了少数几个区块中。莫特绝缘相的产生直接依赖于电荷密度波堆叠决定的层间耦合强弱。这一发现揭示了这类材料中莫特绝缘相的起源，同时对于理解多种外界调控手段引起金属绝缘体转变的微观机制提供了帮助。该工作于2016年在《自然・通讯》上发表(Nature Communications 7, 10956 (2016))。复旦大学物理系的博士生马立国和希德博士后叶存为文章的共同第一作者。
1T-TaS2电荷密度波“马赛克“亚稳相的扫描隧道成像