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费米液体中的首 Matsubara 频率规则。第二部分:光学电导率及其与实验的比较

强关联电子 2015-06-11 v1

摘要

受近期对多种强关联电子系统的光学测量启发,我们重新审视了费米液体的电导率σ(Ω,T)\sigma(\Omega,T)对频率Ω\Omega和温度TT的依赖关系。利用 Kubo 形式论并充分考虑顶点修正,我们表明费米液体形式Reσ1(Ω,T)Ω2+4π2T2\text{Re}\sigma^{-1}(\Omega,T)\propto \Omega^2+4\pi^2T^2在非常普遍的条件下成立,即在任一维数大于一的情况下,对于任意形状的费米面(但远离嵌套和 van Hove 奇点),以及在电子 - 电子相互作用的任意阶次下。我们还表明,Reσ1(Ω,T)\text{Re}\sigma^{-1}(\Omega,T)的标度形式由沿 Matsubara 轴的电导率的解析性质决定。如果一个系统不仅包含巡游电子,还包含能弹性散射电子的局域自由度,例如磁矩或共振能级,则标度形式变为Reσ1(Ω,T)Ω2+bπ2T2\text{Re}\sigma^{-1}(\Omega,T)\propto \Omega^2+b\pi^2T^2,其中1b<1\leq b<\infty。对于纯弹性散射,b=1b =1。我们的分析意味着,报道的 URu2_2Si2_2和一些基于稀土的掺杂 Mott 绝缘体的b1b\approx 1值表明,这些材料中的光学电导率由弹性散射机制控制;而报道的欠掺杂铜氧化物和有机物的b2.3b\approx 2.3b5.6b\approx 5.6值则分别意味着弹性和非弹性机制都对光学电导率有贡献。

关键词

引用

@article{arxiv.1208.3485,
  title  = {First-Matsubara-frequency rule in a Fermi liquid. Part II: Optical conductivity and comparison to experiment},
  author = {Dmitrii L. Maslov and A. V. Chubukov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1208.3485},
  year   = {2015}
}

备注

18 pages, 10 figures