足区、扇区与铜氧化物相图：改变费米体积的量子相变

具有“大”费米面的费米液体（FL）可以发生量子相变进入自旋密度波态（SDW），并重构出“小”费米口袋。FL 与 SDW 相均遵循关于费米面包围体积的 Luttinger 约束。临界自旋涨落导致自旋单态 $d$ 波配对，正如在铜氧化物中所观测到的。对空间无序影响 FL-SDW 量子相变的研究预测，在低温下大费米面一侧存在扩展的量子临界 Griffiths 型相。这些计算结果与奇异金属输运的“足区”以及 La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ 最近的低温中子散射观测相一致。然而，该理论无法解释更高温度下的赝能隙以及空穴掺杂铜氧化物中奇异金属行为的“扇区”。在此我们需要考虑不发生对称性破缺的、改变费米体积的底层量子相变。此时小费米面相不遵循 Luttinger 约束，赝能隙金属由“分数化费米液体”（FL*）或“holon 金属”之上的热涨落来描述，这两种描述通过在背景自旋液体上的对偶性相关联。量子临界扇区是利用存在空间无序时底层 FL-FL* 量子相变的场论来描述的。该场论可以映射为一种能够使用 Sachdev-Ye-Kitaev 模型方法进行分析的形式。这种分析成功建模了量子临界扇区中电阻率的线性温度依赖、光学电导率和热电势观测。本文还讨论了连接这些低温与高温描述的禁闭渡越。