3/2-费米液体：高温超导铜氧化物的秘密

欠掺杂铜氧化物在自旋隙相（高温超导态的前驱相）中的电学和磁学性质充满了谜题。我们提出了一种新的参考态来研究该相，其中每个空穴掺杂剂向一个相当惰性（伪能隙）的自旋液体真空添加一个实空穴子（holon）和一个实自旋子（spinon），其 Haldane 排除统计分别为 $g_{\rm h} =1$ 和 $g_{\rm s} = {1/2}$，从而形成低密度自旋 - 电荷液体。自旋和电荷相互作用并形成一种新的集体态，即\textit{3/2-费米液体}。一个空穴子与一个自旋子配对；这种类空穴费米子复合体携带电荷 +e 和自旋 -1/2 矩，并具有新的排除统计 $g_{\rm hole} = {3/2}$。我们解释了最近在两种不同掺杂水平的量子振荡实验中观察到的费米海面积反常扩大 3/2 倍的现象。