可压缩位移型铁电体中的量子临界现象

量子顺电体与顺磁材料的介电极化和磁极化在许多情况下被发现随热无序增加而先增大，从而作为温度的函数呈现出峰值。对于近铁磁金属以及处于位移型铁电转变边缘的介电体，这些“无序致有序”现象的定量描述一直难以捉摸。本文展示了在近铁电材料钛酸锶中，介电 susceptibility 峰值随压力演化的实验研究，揭示当接近铁电量子临界点时，峰值位置塌缩至绝对零度。我们表明，该行为可在无可调参数的情况下由 Larkin-Khmelnitskii-Shneerson-Rechester (LKSR) 理论详细描述——该理论于近50年前首次提出，关于量子顺电体中极化模与声学模的杂化，这与已提出的其他模型形成对比。我们的研究首次构建了处于铁电量子临界点边缘材料包含铁电、量子临界顺电和杂化极化-声学区的温度-压力相图。此外，在最低温度、低于 susceptibility 极大处，我们观测到一个新区域，其特征为反 susceptibility 的线性温度依赖，与 LKSR 理论预测的四次温度依赖截然不同。我们发现这一非 LKSR 低温区域无法由文献中任何详细模型解释，其诠释提出了新的实验与概念挑战。