量子临界性与两谷系中的光学导电率

我们表明，若无umklapp散射，费米液体（FL）的光学导电率受费米面（FS）拓扑结构的显著影响。具体而言，电子-电子（ee）散射导致具有多个或多连通FS的系统中，若谷的有效质量不同，则会发生快速的电流松弛。这一效应源于谷间drag作用。我们微观推导了两种谷系系统的光学导电率，既在FL范畴内，也在伊辛-液相型量子临界点（QCP）附近。在FL范畴内，谷间drag恢复了Gurzhi样的导电率标度，$\mathrm{Re} \sigma(\omega) \sim \omega^0$。这一依赖性与此前确定的两维FL具有单个凸形FS时导电率次要贡献的显著区别，其中$\mathrm{Re} \sigma(\omega) \sim \omega^2 \ln |\omega|$。导电率主导项的消失是几何约束作用下电子-电子散射通道的体现，这种约束在多连通FS时被解除。在化学势$\mu$的大型微分响应$d \mathrm{Re} \sigma/d \mu$，可在从单个谷FS向多谷FS的Lifshitz相变处被预测，应可在可实验测量的频率范围内观察到。在QCP附近，谷间drag导致$\mathrm{Re} \sigma(\omega)$呈$|\omega|^{-2/3}$标度，因而为这一长期存在的猜测提供了具体的电流松弛过程。