铁电量子临界涨落的压力依赖关系
强关联电子
2019-12-18 v3 材料科学
摘要
SrTiO（STO）的温度依赖介电常数受铁电涨落的影响已被长期研究。近年来这些涨落被证明是量子临界的，且 STO 被证明构成了典型的量子临界顺电体。本文首次报道了当体系被调控偏离临界点时，同样的涨落对铁电软声子模的压力和温度依赖性的影响。我们表明平均场近似在实验上得到了证实。此外，利用包含与体积应变耦合且无可调参数的量子临界激发自洽模型，我们确定了仅在非常接近量子临界点才可观测到的对数修正。因此，压力依赖的平均场特征比温度依赖对涨落要稳健得多。然而，我们预测较低维度下会有更强的修正。同一计算证实 Lydanne-Sachs-Teller 关系在所考虑的全部压力和温度范围内成立。因此，测得的介电常数可用于提取低至 1.5 K、高达 20 kbar 外加压力下的软模频率。观察到软模进一步硬化，提高了低温能隙并回归到光学模预期的平缓温度依赖。该行为与 STO 压力-温度相图上量子临界点的存在一致，而外加压力使体系偏离该点。这项工作代表了对体系偏离临界点时软声子模硬化的首次实验测量，这可能是凝聚态物理中各类相变和体系的普遍现象。
引用
@article{arxiv.1905.04949,
title = {Pressure dependence of ferroelectric quantum critical fluctuations},
author = {M. J. Coak and C. R. S. Haines and C. Liu and G. G. Guzmán-Verri and S. S. Saxena},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.04949},
year = {2019}
}