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揭开量子临界的神秘面纱

编辑: 时间:2020年03月17日 访问次数:88

  电子关联可以引发丰富而有意思的现象,如磁性和超导。其中特别引人关注的是在重费米子材料中局域电子(通常为4f电子)和传导电子之间的杂化。在这类材料中,由杂化而形成的低能尺度可以诱导量子临界现象和非常规超导电性。当今通向高温超导电性的常规途径就是通过调控压强等非热学变量来压制序参量,这为研究量子临界提供了新的推动力。


而量子临界现象本身有各种不同的表现形式。在过渡金属化合物中,我们通常用自旋密度波等巡游序的框架来讨论量子临界现象。但CeCu5.9Au0.1的非弹性中子散射实验就明确指出这种描述并不适用于其他材料。这需要我们跳出传统的基于序参量涨落理论的朗道范式,提出新奇的图像。


在最近发表的一篇Rev. Mod. Phys.的综述文章中,浙江大学近代物理中心的Stefan Kirchner教授与他的合作者回顾了这个看似充满矛盾的研究领域。在这个错综复杂的领域,任何理论的发展都和实验上的新领悟密切相关。一方面,光电子谱是一种能直接探测固体能带结构的实验手段,能够给出动量可分辨的单电子格林函数信息。然而这一技术在f电子系统中的主要应用限制是难以达到观察量子临界现象所需的低温和足够高的能量分辨率。另一方面,扫描隧道谱可以提供单电子格林函数所需的分辨率,但由于量子干涉效应的影响,实验结果的解读相当复杂。在综述中,作者们审慎地评价了这两种实验技术对代表性化合物YbRh2Si2CeMIn5的研究结果。


这篇综述聚焦在以近藤体系单电子格林函数为主的实验和理论进展的密切影响,并为当前的讨论和开放问题提供了广泛的平台。因而这篇研讨性的文章及时地为当前凝聚态物理中量子临界现象的研究形势和文献提供了深刻而有价值的纵览。


        更多详情, 请阅读原文:https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.92.011002