在受挫过渡金属氧化物中成像涌现的奇异准粒子态
超导电性
2023-06-13 v1 强关联电子
摘要
奇异超导体中反常金属相里丰富的费米学（Fermiology）已引起相当大的关注，铜基、铁基以及金属间受挫笼目（kagome）基化合物即为例证。这些情形的一个共同特征是在超导临界温度 Tc 之上出现赝能隙开启或长程晶格/电子序。尚待拓展的领域是在几何受挫晶格上的超导过渡金属氧化物中潜在存在的奇异费米学。在此，我们聚焦于尖晶石氧化物超导体 LiTi2O4，它可被视为 Ti 衍生的烧绿石（pyrochlore）受挫网络上轨道有序的 3d1 Mott 系统的空穴掺杂侧。通过角分辨光电子能谱（ARPES）与外延薄膜生长的原位结合，我们发现了在特征温度 T* ~ 150 K 以下近费米能色散的突然平坦化。虽然 T* 以下涌现的负热膨胀强烈支持低温下的一个 distinct 相，但在跨越 T* 时未观察到能隙开启、能带劈裂/折叠，亦无长程晶格畸变。我们提出，在 Ti-烧绿石网络中朝向轨道序的增长的不稳定性与其固有的几何受挫之间的竞争，导致了一种在 T* 以下具有稳健高熵特性的新量子物质态。我们的发现共同指向受挫三维过渡金属氧化物中独特的费米学，而其与此 below Tc 的超导性的关联则作为一个有趣的未来挑战而开放。此外，还意外地为设计零热膨胀金属以开发未来固态器件提供了潜在指导。
引用
@article{arxiv.2306.06708,
title = {Imaging emergent exotic quasiparticle state in a frustrated transition metal oxide},
author = {Yuita Fujisawa and Anjana Krishnadas and Chia-Hsiu Hsu and Takahito Takeda and Sheng Liu and Markel Pardo-Almanza and Yukiko Obata and Dyon van Dinter and Kohei Yamagami and Guoqing Chang and Masaki Kobayashi and Chang-Yang Kuo and Yoshinori Okada},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.06708},
year = {2023}
}