高温超导体中通向费米液体的场诱导量子临界路径

在高温 ($T_c$) 超导性中，电荷掺杂是一个自然的调控参数，可将铜氧化物从反铁磁区调节至超导区。在高于 $T_c$ 的金属态中，以电阻率的温度平方 ($T^2$) 依赖性为特征的金属标准朗道费米液体理论似乎失效。非费米液体行为的起源是否与铜氧化物特有的物理机制相关，仍是一个存在争议的基本问题。我们揭示了一种从非费米液体态到标准费米液体态的新转变，该转变在过掺杂高温超导体 Tl$_2$Ba$_2$CuO$_{6+x}$ 中不是由掺杂驱动，而是由磁场驱动。根据高达 45 T 的 c 轴电阻率测量结果，我们表明费米液体特征出现在足够高的磁场之上，该磁场随温度线性降低，并终止于靠近超导上临界场的量子临界点附近——其中 $T^2$ 依赖性的费米液体系数在趋近临界点时表现出幂律发散行为。这种场诱导的量子临界性与准二维重费米子超导体中的现象惊人地相似，表明这些具有强电子关联的超导体中存在共同的自旋相关物理机制。