近最佳掺杂铜氧化物超导体的规范理论

我们描述了空穴掺杂铜氧化物中涨落的不 commensurate 自旋密度波的2+1维SU(2)规范理论的相图。我们的主要假设是所有低能费米子激发都是规范中性的且具电子像，而自旋密度波序参量被分数化为作为规范SU(2)伴随表示的希格斯（Higgs）场。该规范理论的禁闭相是具有大费米面（及其相关的$d$波超导体）的常规费米液体。存在一个量子相变通向描述较低掺杂下“赝能隙”的希格斯相。取决于希格斯势中的四次项，希格斯相表现出一种或多种电荷密度波、伊辛向列性、时间反演奇标量自旋手性，以及$\mathbb{Z}_2$拓扑序。值得注意的是，我们这一涨落自旋密度波理论中涌现的破缺对称性与多种实验中观测到的一致。对于电子掺杂铜氧化物，自旋密度波涨落处于波矢$(\pi,\pi)$，此时相应的SU(2)规范理论在禁闭与希格斯 regime 之间仅有一个跨接（crossover），在希格斯 regime 深处具有指数大的禁闭尺度。在希格斯侧，对电子和空穴掺杂情形，且在小于禁闭尺度（当存在$\mathbb{Z}_2$拓扑序时可为无穷）的尺度上，电子谱函数具有带小费米面的“分数化费米液体（FL*）”形式。我们还描述了在大量希格斯味极限下希格斯跃迁的退禁闭量子临界性，并微扰地讨论了其与费米子激发的耦合。